明万历以后，朝政更加腐败，而此时，苏子河流域的建州女真迅速崛起，逐渐成为明朝的主要威胁和对手。万历四十四年(1616年)，在基本完成女真的统一后，努尔哈赤在赫图阿拉(今辽宁省新宾满族自治县老城)称汗，建立大金(史称后金)。建元天命。
第二年，女真地区遭遇严重水灾，饥寒交迫。努尔哈赤利用这个时机，于万历四十六年(天命三年，1618年)四月十三日，发布“七大恨”告天，公开向明朝宣战。第二天，即率师攻明，连续袭取抚顺、清河等城。
在这种情况下，明朝从各地调集军队，决定大举征剿赫图阿拉。明军号称四十七万，实际加上朝鲜的一万三千援军及叶赫的两千兵马，也不过十万左右。万历四十四年(天命四年，1619年)二月十一日，辽东经略杨镐率师在辽阳誓师后，四路大军，分兵进击，直捣赫图阿拉，杨镐则坐镇沈阳指挥。
努尔哈赤采取“凭尔几路来，我只一路去”，即集中优势，各个击破的战略，首先在萨尔浒打败山海关总兵杜松统帅的西路军，然后又分别击败了马林率领的北路军和刘綎率领的东路军，只有李如柏率领的南路军接到撤军的命令，回到沈阳，没有受到大的损失。努尔哈赤取得萨尔浒(今抚顺萨尔浒)大战的胜利后，又乘胜夺取开原、铁岭，消灭叶赫。
萨尔浒之战后，明清之间的形势发生了很大的变化，明在辽东完全处于守势，而努尔哈赤则将辽、沈作为下一个进攻的目标。但由于明重新起用熊廷弼为辽东经略，努尔哈赤将进军辽沈的计划推迟了一年多，直到天启元年(天命六年，1621年)春，努尔哈赤才把进军辽沈提到日程上来。
在此之前，他为进入辽沈做了精心准备。一是将临时都城从界藩迁到了距离辽沈更近的萨尔浒;二是制造钩梯、楯车等攻城器械;三是不断派出小分队对辽沈作试探性的进攻，以了解明方军情。
面对后金的进攻，明朝也采取了一些措施，作应战的准备。如从各地调遣大将领兵援辽，被遣的就有总兵柴国柱、游击朱万良;四川副总兵陈策被升为总兵，派来辽东;四川土司女将秦良玉也奉命率兵援辽。
辽东的军队来自全国各地，有川兵、蓟兵、保定兵、宁夏兵、宣府兵、大同兵、固原兵、甘肃兵，包括镇兵、各将领的家丁以及土兵、毛兵、当地招募的新兵等。后来还调来了淮、浙水兵。同时还按数调集了马匹和粮饷。此时，镇守沈阳的是总兵官贺世贤与尤世功。几个月前，熊廷弼被罢，朝廷任命袁应泰为辽东经略，这或许是后金加快攻取辽沈的原因。
明天启元年(天命六年，1621年)二月十一日，后金数万大军分八路进攻奉集堡，揭开了辽沈之战的序幕。奉集堡位于辽、沈之中，具有重要的战略地位。熊廷弼曾说过:“沈之东南四十里奉集堡，可犄角沈阳。奉集之西南三十里为虎皮驿，可犄角奉集。而奉集东北距抚顺、西南距辽阳各九十里，贼如窥辽阳，或入抚顺，或入马根单，皆经由此堡，亦可阻截也。不守奉集则沈阳孤，不守虎皮则奉集孤，三方鼎立，不各戍重兵三二万人则易为贼撼。”
奉集堡守城总兵官李秉诚得八旗兵来攻的哨报，即领三千骑兵出城六里安营迎战。他先派二百骑兵为前探，与后金军相遇，被击败，后金军驰击，李秉诚拔营入城。后金军追至城下，被城上大炮打死参将一人及士兵数百人。第二天努尔哈赤收兵。
五天以后，后金又攻沈阳的另一犄角虎皮驿，几天后又转向奉集堡所属的王大人屯。努尔哈赤这样忽东忽西，往来无定，其实意在试探明军虚实，麻痹明兵的警觉，以备全力进取沈阳。
三月初十日，努尔哈赤亲率八旗大军，从萨尔浒新城出发，将“板木、云梯、战车，顺浑河而下，水路并进”，浩浩荡荡向沈阳进发。明军闻警，举燧传报。沈阳守将总兵官贺世贤、尤世功得到警报后，连夜率领一万兵丁守城。十二日早晨，八旗大军到达沈阳。他们在沈阳城东七里的浑河北岸用木板做营寨，就地驻守，以作攻城的准备。
此时，沈阳已经坚城待敌:城外挖了一人深的深壕，壕内插满尖桩，上面极盖秫秸和土。壕内又挖壕一道，沿壕以木为栅。近城处又有大壕二道，宽五尺，深二尺。壕内也插满尖桩。又修筑拦马墙，中间留有炮眼。排列枪炮，布置众兵守卫，城上也是各就各位，严阵以待。见此情景，努尔哈赤未敢贸然攻城，先以数十骑掠夺浑河以南的地方，以诱敌出城。
当其返回北岸时，明兵出城至壕内，未及交锋。十三日，后金又以数十骑兵隔壕挑战，尤世功的家丁追上去，杀了四人。贺世贤来自陕北榆林卫，作战勇猛而少谋断，到辽东后，以功从沈阳游击升至总兵官。
他目不识丁，喜欢饮酒，轻敌贪功，对努尔哈赤的计策毫无防备。这天，他装满酒壶，率家丁千余人出城迎战。后金兵故意装作失败进行引诱，贺世贤不知是计，乘锐轻进，被后金精兵四面包围。贺世贤
边战边退，退到西门时，身上已经中了四箭。此时后金攻城正急，城中不能立足，部下劝他逃奔辽阳，他认为身为大将不能守城，无面目见袁经略，拒绝了。敌人围上来，他挥起铁鞭继续战斗，又杀了数十人，最后身中数十箭，坠马而死。
在围击贺世贤的同时，努尔哈赤督兵在东门加紧攻城。八旗兵从东北角挖土填壕，用云梯、楯车攻城。城上明兵连连发炮，致使发炮过多，炮身炽热，装药即喷，无法使用。八旗兵乘机蜂拥过壕，急攻东门。
此时，贺总兵以前收纳的蒙古兵复叛，他们砍断桥绳，放下吊桥，八旗兵破门入城。尤世功率部分兵丁退至西门，正遇到贺世贤被围，欲救世贤，兵皆溃，自己孤身奋战，亦死。城中明兵听说贺世贤兵败，尤世功战死，纷纷演散，后金胜利地占领沈阳城。
沈阳被后金攻击的时候，总兵官童仲揆、陈策等率川浙兵由辽阳北上援沈，行至浑河，听说沈城已陷。陈策下令还师。游击周敦吉等一再请战，于是明军分为两大营，周敦吉与副总兵秦邦屏等率川兵渡河，在桥北立营;童仲揆与陈策等领三千浙兵在桥南立营。努尔哈赤得到侦报后，急命右翼四旗兵前去驰击。当桥北结营未完时，四旗兵即推着楯车进击。四川明军无所畏惧地迎战，杀死后金兵二三千人。后金兵顽强战斗，退而复前，攻势猛烈。
经过反复激战，明军由于饥饿疲劳，难于抵挡后金兵的猛烈攻势，有的战死，有的溺河而死，周敦吉、秦邦屏等皆力战而死，其余将士逃奔桥南营。桥南浙兵营布阵于浑河五里之外，列置战车、枪炮，掘壕安营，以秫秸为栅，外涂泥巴。
后金兵消灭河北川兵后，迅速渡河包围河南浙兵营。这时明守奉集堡总兵李秉诚、守武靖营堡总兵朱万良、姜弼等率兵来援。行至白塔铺，观望不前，只派兵一千为哨探。在后金兵向浙兵营围攻的紧急情况下，他们始进前一战，结果与赶来的皇太极等相遇。
三总兵哪里是四贝勒的对手，初试锋芒即纷纷败下阵来。于是，后金军左右两翼得以合力攻击浙兵营。他们用楯车进攻，明军以火器射击，后金兵死伤相枕。明兵火药用尽，两军短兵相接。明军的步兵不配弓箭，他们手持长竹竿枪和腰刀，披铁甲胃，外套棉甲胄，顽强奋战，一度胜负未分。后来，后金军增援部队赶到，明军抵挡不过，力战而败。总兵陈策、童仲揆及众军士皆相继战死，死得极为壮烈。
当天夜里，努尔哈赤命令诸贝勒领精兵驻扎于沈阳东门外教场，众将官率大军屯于城内。努尔哈赤在沈阳住了五天，整顿兵马器械，论功行赏，把获得的人畜分赏给各军，先期送回老家。三月十八日，努尔哈赤亲率八旗劲旅，“旌旗蔽日，弥山亘野”，向辽阳进发。三月二十一日，攻陷明朝东北的统治中心辽阳城。
