天启六年，三月。
明廷重新设立辽东巡抚，并以袁崇焕担任，魏忠贤派其党羽刘应坤、纪用一同前来镇守，袁崇焕上疏请求将其调离，但遭到拒绝，明廷又加袁崇焕为兵部右侍郎，子孙世荫锦衣千户。
但不久之后，袁崇焕解了宁远之围，逐渐骄横起来，与大将满桂闹不和，于是袁崇焕上疏请求将满桂调往别处，明廷于是召满桂回朝。经略王之臣奏请求留住满桂，袁崇焕又因此与王之臣闹不和。明廷担心这两个人闹矛盾会影响大事，于是将两人分开，王之臣督关内，袁崇焕守关外。
同年八月，努尔哈赤病死，袁崇焕派遣使者前往吊唁，以刺探虚实，皇太极遣使回报。袁崇焕想要和后金议和，于是自写一封再次派遣使者前往。
冬十月，袁崇焕领刘应坤、纪用、赵率教等将巡视锦州、大小凌河等地，想要大兴屯田，恢复高第放弃的疆土，魏忠贤、刘应坤等人的子孙因此可以享受世代荫袭锦衣千户，袁崇焕从原来的锦衣千户进升为指挥佥事。他于是上：“辽东的败坏，虽然是人心不稳固，也因为失去了有形的险要，没有东西可用来坚固人心。部队不利于野战，只有依凭坚固的城墙和使用大炮一种方法。如今山海关的四座城池已经修复一新，应当再修松山诸城，轮值的军队四万人，缺一不可。”皇上回给袁崇焕答应了他的请求。
天启七年，正月。
皇太极同意了袁崇焕的请和，举兵渡鸭绿江征讨朝鲜。明廷觉得袁崇焕与王之臣不能相互协作，于是将王之臣召回，不再设立经略一职，关内外尽属袁崇焕管理。袁崇焕于是趁皇太极举兵朝鲜之际，派人修缮锦州、中左、大凌三城。而朝鲜和毛龙同时向明廷告急，明廷命袁崇焕前往救援。袁崇焕派遣水军增援毛龙，又派左辅、赵率教、朱梅等人率领九千兵力逼近三岔河，以牵制后金军。而朝鲜倒向清廷进攻毛龙，却被毛龙击败，后金军也被毛龙击退，史称“丁卯之役”。
同年四月，赵率教在锦州督护城防建造工程，明廷派尤世禄前来接替赵率教，又以左辅为前锋总兵官，驻扎大凌河。
五月，皇太极从朝鲜退兵后，率兵直抵锦州，将其包围。赵率教与纪用一方面闭城坚守，一方面派遣使者议和，想以此拖延时间等待援军，使者跑了三个来回仍旧没有决定，而后金军的攻势越来越猛。袁崇焕以宁远的兵力不能轻易调动，于是让尤世禄、祖大寿率领精锐骑兵四千绕到大军后面决战，另派遣水军从东面进行牵制，并请求蓟镇等地发兵东护关门。明廷命山海关的满桂移驻前屯，三屯孙祖寿移往山海关，宣府黑云龙移往一片石，蓟辽总督阎鸣泰移到关城，又调动昌平、天津、保定的部队奔赴上关；传檄山西、河南、山东等地的守将整备好兵马听候调遣。
尤世禄刚要整备出发，后金军又分兵来攻宁远，袁崇焕与刘应坤、毕自肃率将士登上城楼防守，在濠沟内排列阵营，用炮远距离轰击。而满桂、尤世禄、祖大寿在城外与后金军搏战，死伤比较多，满桂也中箭负伤。
后金军从宁远撤退后增加锦州的攻势，但仍旧无法攻克，而且伤亡惨重，六月，后金军撤兵，史称“宁锦大捷”。而后金军撤兵时顺道毁坏大小凌河二城。
宁锦之战后，满桂、赵率教等人都得到了应有的赏赐，但袁崇焕却因为魏忠贤让他的党羽弹劾袁崇焕不救援锦州，论功行赏时，只给袁崇焕增加一级官阶。尚霍维华为此感到不平，上疏乞求辞去荫袭子孙的赏赐，但魏忠贤不许。七月，袁崇焕辞官回乡。明廷以王之臣接替袁崇焕为督师兼任辽东巡抚，驻扎宁远。
天启七年，明熹宗驾崩，明思宗朱由检即位，设计将魏忠贤除去，并把之前冒领军功的人削职。在朝中大臣的建议下，袁崇焕得以重新被启用，被任命为兵部尚兼任右副都御史，督师蓟辽、兼督登莱、天津军务。
同年七月，袁崇焕返回京城，上疏陈述兵事，朱由检于平台召见袁崇焕，袁崇焕声称自己可以五年复辽，朱由检对此大加赞赏。给事中许誉卿问袁崇焕复辽的策略，袁崇焕却说是用这种话安慰皇上。
许誉卿说：“皇上英明，怎麽可以随便应对。他日按照期限追求成效，你该怎麽办？”袁崇焕也觉得自己失言了，于是上奏说：“五年复辽的计划不容易完成，陛下既然委托给臣，臣怎麽敢推辞这艰难的任务。但是五年内，户部转运军饷，工部供应器械，吏部用人，兵部调兵选将，必须朝廷内外事事配合，才能有所成功。”朱由检于是让四部的臣按照袁崇焕的话办。
袁崇焕害怕自己去往边关以后，朝廷中难免有人会再次诽谤自己，于是将此事告诉朱由检，朱由检在大学士刘鸿训等人的建议下，收回王之臣、满桂的尚方宝剑，将其赐给袁崇焕。
鉴于此前熊廷弼、孙承宗都因为受到排挤陷害，使自己的意愿难以舒展，袁崇焕于是又上说：
“恢复辽地的计策，不外乎臣往年所提出的以辽人守辽土，以辽土养辽人，防守是正规的策略，攻战是变通的策略，和议是辅助策略的说法。执法在循序渐进而不在突变猛进，在追求实效而不在贪图虚名。这是臣与诸边防官员所能做到的。至於选择用人的入，与被人用的人，都是皇上掌握其中的关键。怎麽才能用人而不三心二意，相信而不怀疑？因为驾驭边防大臣与朝廷大臣不同，军中可惊可疑的事特别多，只应当谈论成败的大局，不必摘取一言一行的细小过失。事情的责任既然重大，招致怨恨实在多。各种有利於边疆的事情，都是不利於自身的。况且谋取敌人急，敌人亦从而离间，因此作边疆的大臣很难。陛下爱护臣了解臣，臣何必过於疑虑惧怕，但心中有所危惧，不敢不告诉。”
朱由检发优诏答覆袁崇焕，并赏赐蟒袍玉带、银币，但袁崇焕上疏推辞不接受蟒袍玉带。
崇祯二年，驻守宁远的来自于川、湖等地的士兵因为军饷的事而哗变，袁崇焕用计将其平定。而后袁崇焕请求将宁远、锦州合为一镇，让祖大寿镇守锦州，何可刚替代朱梅驻宁远，赵率教守关门，袁崇焕自驻宁远，同时上给朱由检极力称赞祖大寿等三人的才能，并说自己五年复辽的计划全靠这三人来实现，如果五年后没有实现，他将亲手将这三人斩杀，自己到司法部门领罪服死。朱由检加封袁崇焕为太子太保，并赐给蟒衣银币。
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