天聰五年（明崇禎四年）七月，皇太極親率五萬八旗精銳攻打大凌河城，這一次皇太極改變了以往硬碰硬的打法，採取了圍城打援的新戰略。在歷時一百餘天的交戰中，後金最終拿下了大凌河，守將祖大壽降清。
明末清初的遼東戰役中，大凌河之戰論規模及烈度，都不算是最突出的。但對於皇太極來說，大凌河之戰的戰略意義極大，為清軍攻堅戰積累了重要的經驗，更對日後的松錦決戰產生了直接的影響。
努爾哈赤、皇太極父子在寧、錦吃過大虧
天命三年，努爾哈赤以七大恨誓師伐明，次年明朝政府調集四路大軍，號稱47萬，準備一舉消滅後金政權，此即為歷史上著名的「薩爾滸之戰」。
天命四年，明軍戰敗後金占據主動，努爾哈赤親率大軍進攻，連下開原、鐵嶺、撫順、清河等城。兩年後，後金攻占瀋陽、遼陽兩個重鎮。至此，遼東大小五十餘寨、七十餘城，俱歸後金。
天命七年，後金再克廣寧、義州，將戰線推至大凌河一線。按照明軍原先的部署，遼東的防禦主要以遼、廣、關、寧四鎮為重點。因遼陽、廣寧的陷落，明軍不得不收縮戰線，這才加強了寧遠、錦州的軍事力量，以鞏固山海關大門。
努爾哈赤擅用兵、有謀略，他於萬曆十一年以十三副鎧甲起兵，幾十年來未嘗一敗。故而心生驕縱，認為八旗鐵騎天下無敵，拿下寧遠、錦州指日可待。
天命十一年正月，努爾哈赤傾巢而出，率13萬八旗（號稱20萬）進攻寧遠。此時的寧遠城守軍不過二萬老幼，然而寧遠一戰成了努爾哈赤的絕響。後金戰敗，努爾哈赤本人也被火炮重傷，當年八月便鬱鬱而終了。
皇太極繼位後，決意要為父汗報仇，天聰元年五月，他再率十餘萬八旗攻打寧遠、錦州，結果又被袁崇煥打敗。
如果說努爾哈赤敗於寧遠多少還有一些輕敵的話，那麼皇太極之敗，無疑暴露出了八旗長於野戰而短於攻堅的事實。就連皇太極本人也感慨說：「野地浪戰，南朝萬萬不能；嬰城固守，我國每每難下。」
打不下寧遠、錦州，皇太極就無法染指山海關，更不可能實現統一中原的目標。
後金政權因軍事層面未取得實質性的進展，加上努爾哈赤晚年執政出現的種種失誤，導致了後金內部危機重重，人心渙散，生產凋敝，漢人反抗，蒙古、朝鮮首鼠兩端。
此後數年，後金屢次毀邊牆入關燒殺屠戮，蹂躪土地人民，甚至兵臨北京城下。但這些軍事行動，都無法給明朝造成實質性的危害。這是因為山海關外寧、錦一線，明朝尚有堅固的防線，八旗來去自如卻不敢久留，所忌憚者關寧鐵騎也。
故而，皇太極所面臨的最大難題便是：不破山海關就無法在關外站穩腳跟；要破山海關，就必須奪取寧、錦防線。既然寧、錦暫時無法拿下，皇太極決定先端掉大凌河，以除錦州一臂。
大凌河之戰
早在天啟七年（1627）的時候，明朝為了鞏固遼東防線修築錦州城時，同時也修了大、小凌河城，作為錦州的前沿。
天命朝明軍與後金曾在大凌河有過戰事，城牆破壞嚴重。袁崇煥主持遼東政務時，總兵祖大壽建議再築大凌河城，不過進度很慢。至天聰五年時，大凌河城牆尚未完全成型。
對於皇太極來說，明軍不斷加強大凌河的防衛是一件十分讓人擔憂的事情，一旦大凌河城牆修築完畢，那麼將是第二個錦州城，對後金政權的威脅不言而喻。
天聰五年八月初，五萬八旗軍進抵大凌河，祖大壽親率馬步軍一萬四千餘人駐守大凌河城，城中民夫、百姓尚有一萬餘人，總計三萬人左右。
皇太極在寧遠、錦州吃過苦頭，出征前下令諸將務必要改變以往的強攻堅城的戰法，試圖以圍城打援的戰略拿下大凌河。
圍城之處，清軍將領圖賴急功好利不遵軍令，在進攻的過程中被明軍炮火猛烈轟擊，清軍死傷一千餘人，圖賴本人也被重創幾乎喪命。
經過這次教訓，清軍圍而不攻，只在明軍出城時接戰。在圍城的一百多天中，兩軍交戰數十次。
大凌河部署了大量的火炮，但缺乏後勤補給，到了九月城中糧食、軍械幾乎消耗殆盡，餓死之兵丁、民夫不計其數，史料中記載已經到了人吃人的地步。
九月初，明軍從關內抽調七千兵力增援，皇太極親率兩黃旗精銳阻擊，援軍敗回錦州。九月二十四日，監軍張春、總兵吳襄等率馬步軍四萬援大凌河，但遭到了二萬八旗的埋伏，一天之內四萬明軍被擊潰。
兩次援軍潰敗，使得大凌河的局面更加危急，在解圍無望、城中糧盡的困境下，祖大壽及一萬守軍降清。
大凌河之戰讓清軍摸索出了一套新的戰法，其影響是深遠的。祖大壽降清後，清軍沒有進駐大凌河城，而是將其平毀後回師瀋陽。
可以看出，皇太極圍攻大凌河的目的不在取城，重點是嘗試新戰法的實施，結果表明，圍城打援後來成了清軍在松錦決戰中的制勝法寶。
其次，在大凌河之戰中，清軍首次在戰場上試行新式火炮。天聰五年，正是後金「紅衣大炮」誕生的第一年，從此以後，清軍在戰場上可以與明軍展開同等烈度的炮戰，使得明軍的優勢不復存在。
正如後來明兵部的奏疏中提到的：「火器原為中國長技，但所為長技者，已為奴有，則我之防範可不預為綢繆，以遏其將來之狂逞乎？」
崇德五年，清軍故伎重演，在四十多門紅衣大炮的加持下，在錦州城下再行圍城打援的方法，並生擒洪承疇於松山。松錦決戰之後，明軍精銳盡失，再也無力阻擋清軍入關了。