同时，他调动灵活，为节约粮食，只留吴三桂一部万余人马于松、杏一带，拖住清军，其余兵马即刻回关内休整养锐。他还下令宣府、大同、密云三总兵出关，准备转年待诸军集结完成后毕其功于一役，与清军决战。
汉奸张存仁对满洲主子可谓用心良苦。他发现清军包围锦州有多处缺口，即刻苦口婆心劝说皇太极从严从重惩罚松懈的清将，加强围困，在锦州城外深挖堑壕，多筑战台，并先取松山、杏山和塔山三城。
皇太极“知错就改”，下死命令严防明军从锦州以外运粮草等物入内，把城围得水泄不通。
由于诱降了明军镇守锦州外城的蒙古军头领那木气，两营蒙古兵连家属六七千人向清兵投降，锦州城外一度为清军攻占。多亏祖大寿率兵死战，最终夺回外城。但是，外城不少城垣遭受破坏，锦州防御能力大大降低，基本上明军只能凭内城守御。
胶着之间，崇祯十四年（1641年）正月，从宣府、大同等地抽调出关的明兵哗变逃亡，乱了好大一阵才抚平。
得知锦州已经完全被清军隔绝，北京的崇祯皇帝十分焦急，怕丢掉这座战略要地，死催洪承畴即刻进兵。无奈之下，洪承畴只能力催各道兵加紧出关，最终于四月中旬齐集于宁远城，共计为大同总兵王朴、山海关总兵马科、东协总兵曹变蛟、中协总兵白广恩、阳和总兵杨国柱以及王廷臣和吴三桂七个总兵官，共十二万多人。
四月二十五日，明军与清军在锦州以南十五里开外开战，虽然是在地势上以低攻高，明军英勇，清军虽顽强，仍然伤亡惨重。
六月间，洪承畴挥兵六万攻清军于松山，夺其三营，杀伤清兵甚众。从当时情况讲，明军已经取得战争主动权，围困锦州的清军开始动摇。
关键时刻，皇太极手下的汉族将领石延柱献上“妙策”，竭力劝说主子皇太极不要为小败而产生沮丧情绪，把“围城打援”当成作战原则，坚持下去肯定胜利。
洪承畴此时很清醒，他上奏朝廷，决定应该在保持战场优势的情况下，在松、杏一带与清军相持。多年与女真人交手的祖大寿在锦州城内也向京城送信，嘱诫明军切勿轻易与清军野战，即使交战，也应用车阵逼之，使其骑兵不得驰击。同时，他还表示锦州城内粮食充足，大可支持半年。
战地统帅洪承畴与锦州守卫主将祖大寿如此表示，朝内的兵部尚书陈新甲却坚持速战。这个吏选入朝当尚书的无谋浅视之人被小胜冲昏头脑，力劝崇祯帝下诏催诸将速战速决。崇祯帝偏听偏信，经不住陈新甲激劝，立刻下旨让洪承畴马上进兵解锦州之围。陈新甲为了大张其事，还派出亲信往军中监视，死催出兵。
松山之地，位于锦州与杏山之间，实是宁锦防线的咽喉要地。洪承畴得到御旨，不敢不遵，只得下决心在松山与清军展开决战。
由于清兵在锦州南的乳峰山东结营，洪承畴就下令曹变蛟率军屯于乳峰山西，以斗其势。明军数万大军，在松山与乳峰之间连扎七座大营，遍掘长壕，密排火器，列马布阵，旗甲鲜明。
进围锦州的清军见明军如此势盛，不少人内心十分惶恐。
锦州城内祖大寿敢战，他于八月二日首先开城自城内杀出，与围外入内的明军联手，予以包围锦州的清兵严重杀伤，但宣府总兵杨国柱也在战中阵亡，明军损失不小。
双方大战七八天，各自损兵折将，基本持平。
身在沈阳的多尔衮坐不住，他不顾自己严重的鼻出血，用大棉花团子塞住鼻子，自率三千精骑，御驾亲征，飞驰六天六夜赶到松山前线，亲自指挥战斗。
清军不惜血本，后备军预备队一齐上，总共十二三万人马。与之相较，连同守城明军算在内，松山一带的明军大概也是这个数，双方军力差不多，都无明显优势。
双军相较，就看精神头了。
皇太极在松山结阵。他登高察望，仔细观察许久，与左右满汉将领切磋半天，终于找出明军漏洞：洪承畴明军过于集中，前锋兵甚锐，后守薄弱。于是，皇太极立刻部署，决定断绝明军粮道，下令清军在松山与杏山之间多处立营，挖壕筑台，围困明军。
如此一来，清军由被动变为主动，整盘皆活。
如果此时撤兵，洪承畴可能不会损失太大。但崇祯帝不表态，洪承畴只能死扛。当时，大同监军张斗看出些清军端倪，建议分出一支兵马在长岭山驻守，以防止清军包抄明军后路。洪承畴没有采纳。即使如此，他此时趁清军新来援兵立足未稳赌一把大的，果断命令明军即刻出击，兴许还能出奇制胜。但他没有，呆等“战机”。“战机”不来，清军却把杏山、松山切割开来，明军后路被堵。由此，自宁远经塔山运抵杏山的粮道也就塞掉。
明军上下得知此事，军心立刻动摇。
洪承畴不愧是谋划老帅，他本来安排诸将在城内稍事休整后，转天白天倾锐一战。由于马上要绝粮，这就等于“背水一战”，士兵只要有必死之心，在兵力相当情况下，兴许能杀败清兵。
恰恰就在这时，朝廷兵部尚书陈新甲派出的心腹监军张若麒在宁远发来一封急信，让洪承畴率诸将先回宁远就食，吃饱后整兵回战。先前他一直死催洪承畴出战，这节骨眼他又要洪承畴撤军回宁远，完全是瞎指挥。
最要命的是，他这一封信，大大动摇了松山城内的各位明军将领，不少人不想冒险，要求率部先回宁远休整持粮，再回来解锦州之围。
洪承畴坚持己见，诸将议论纷纷。洪承畴无奈，只得自己守松山，听任诸将分道突围。
大同总兵王朴先逃，各总兵趁黑胡乱出城遁走。结果，严阵以待的清军在半路迎头截杀，杀死全无斗志的明军无数。由于夜深看不见道路，不少明军在海边逃走时正遇涨潮，淹死许多。
明将曹变蛟英勇，转天深夜，他率所部自乳峰山而下，荡清营数次，有一次还奔入皇太极御营，几乎要了这位清帝性命。可惜夜见昏黑，曹变蛟本人中箭，只得带伤逃回松山城中。
松山、杏山一带，到处都是明军的尸体。明军约六万人被杀，只有三万残兵逃回关内。
可称的是，清兵随后三日搜杀，明军残兵大多视死如归，基本无投降者。据被皇太极当作人质带在自己身边的朝鲜世子回忆：“汉人视死如归，鲜有乞和者。（他们）拥荷其将，立于海中，伸臂翼蔽，俾（将领）不中箭，不失礼敬，死而后已……汉兵（明兵）初势极壮，用兵亦奇，乃以无粮分兵出送，取此丧败，气挫势穷。”
大胜之后，清军在进围杏山的同时，把松山围成铁桶一般。
明廷虽下令范志完代洪承畴为蓟辽总督，逃出的吴三桂又在宁远一带招集败亡残兵，但一直没能再有力量组织一支有力援军，明廷听凭松山、锦州被围。
松山城内，此时还有万余精兵。洪承畴与曹变蛟、王廷臣以及辽东巡抚丘民仰一共守城。坚持数月，一直到转年（崇祯十五年）正月，城内食尽，并无任何明朝援军到来的消息。结果，二月十八日，守城的松山副将夏承德暗中降清，忽然率兵把洪承畴等人活捉，然后开门献城。
当时，皇太极已回沈阳。闻胜讯后，他即刻下令，将洪承畴押解沈阳，其余明将，包括曹变蛟、王廷臣以及明军守城官校及兵卒，近一万二千余人，全部就地处决，平毁松山城。
别人不讲，曹变蛟乃明朝大将曹文诏的侄子，骁勇绝人，在陕西等地曾经大破贼军上百次，农民军对之闻名丧胆。特别是南原一战，曹变蛟率军攻杀，农民军尸骸相叠，李自成仅与七骑走免，余众皆降。正是由于他的英勇，洪承畴出任蓟辽总督时特意带他出关。至此，竟然被奸贼所执，遭满人杀害，明廷又失一栋梁。
曹变蛟、王廷臣两人乃明朝总兵，其实还有求生机会，清将要二人剃头易服，归降清朝。二人表示“头可断，发不可剃！”于是相继被杀。
松山大战中，丧亡的将士皆是明朝边地百姓精兵，可称是最厚的老底军队，均在此役中赔光。
松山一失，锦州再也无望。三月八日，祖大寿率守城兵将七千人出降。这一次，他是真降，即刻被送入沈阳。皇太极善待之，并未翻脸杀他。但是，锦州守兵没那么好运，除祖大寿亲信部将数十人以外，几千明军士卒皆被处决。同时被杀的，还有一直忠于明朝的两千多蒙古士兵。这些蒙古人力大，满清兵骗去他们的兵器，以招宴为名，在城外以铁骑逼之，箭射刀砍。蒙古兵再勇武，赤手空拳，打不过刀枪箭矢，皆格斗而死。
继锦州后，塔山、杏山两城，相继落入清军之手。明朝山海关以外的八座坚城，如今已失其半。
祖大寿入沈阳后，在大清门外下跪请罪，向皇太极表示罪该万死。有汉人降将进言，说祖大寿反复，应该杀掉。皇太极认为可以用祖大寿在日后招降他的外甥吴三桂，不听，仍然待之以礼，让他日后“竭力事大清”。
日后，祖大寿一系兄弟子侄皆成为满清鹰犬，为之前驱效力，立功不少。直至顺治十三年，祖大寿才病死，清朝葬以一品官员礼。值得一提的是，最早他作为人质留在清营的儿子祖可法（有称为其义子），翻蹄亮掌为满清忙乎多年，也在祖大寿病死的同一年病死，当时的爵位是子爵。这两父子，也是明清之间的一个奇观。