後金天命汗努爾哈赤雖然在天啓六年進攻寧遠城失敗負傷退兵，傷重而死，但繼位的天聰汗皇太極雄心勃勃，圖謀入主中原。崇禎皇帝把鞏固邊防、收復遼東失地的希望，寄托在擊退後金的寧遠城守將袁崇煥身上。崇禎元年（1628年）初，任命袁崇煥為兵部尚書兼右副都御史，督師薊、遼，兼督登、萊、天津軍務。七月，在紫禁城建極殿（清朝以後稱保和殿）平台召見袁崇煥，袁崇煥慷慨陳詞，誇下海口，聲稱五年可以收復遼東失地。崇禎帝大喜，賜袁崇煥蟒袍玉帶及「尚方寶劍」。袁崇煥離京之際，豪言賦詩云：「臣心期報國，誓唱凱歌歸」。

袁崇煥到任後還積極整頓關內外軍務，平定兵變，淘汰部分參將、遊擊、守備、中軍、千總、把總等官近百員，對各堡壘、驛站的佈置也重新進行規劃，由親信將領祖大壽、趙率教、何可綱統領。並敦促工部改進武器裝備質量，敦促户部向沿邊各鎮訂購戰馬，以達成「精兵、壯馬、堅甲、利兵」的必要條件。

袁崇煥還有一個棘手的問題，即如何處置東江總兵毛文龍。毛文龍自天啓元年，據守皮島，擁兵侵擾後金，屢有成效，己控制遼東半島南部旅順一帶，但不受袁崇煥節制。崇禎二年五月底，袁崇煥以視察為名，帶領親軍，攜帶尚方寶劍到達旅順雙島，與毛文龍會談，袁勸毛交出兵權，辭職還鄉，被毛所拒。六月初五，袁崇煥稱準備離開，設宴答謝島上將士，袁在席間宣告毛文龍十二大罪（專制一方、欺君冒功、跋扈不臣、侵吞糧餉、私通島夷、擅行任免、劫掠商人、好色誨淫、虐待遼民、諂媚魏閹、掩敗為功、觀望養寇），並請出尚方寶劍斬殺毛文龍，接掌毛文龍兵權。隨後袁崇煥向崇禎帝匯報，崇禎帝聞報，起初大驚，但立即斥責毛文龍死有餘辜，嘉獎袁崇煥的果斷行動，命其不必請罪。

崇禎二年六月，袁崇煥斬殺毛文龍之後，威名大振。十月，崇禎帝以袁崇煥防備後金、守邊有功，進封他為「太子太保」。然而，後金天聰汗皇太極，已在崇禎二初，聯同部分蒙古部落，打敗蒙古最強的霸主察哈爾部林丹汗，長城以北的蒙古部落（即所謂「漠南蒙古」，或其後所稱的「內蒙古」）相繼歸附後金，於是後金勢力，直達長城邊外。

崇禎二年十月，皇太極親自率領後金、蒙古將士號稱十萬人，繞道蒙古，從喜峰口進入長城內，攻掠北京附近遵化、順義、香河、永平、灤州等城邑，並屯兵於北京城南南苑，北京為之恐慌戒嚴，歷史上稱為「己巳之變」。崇禎帝急召袁崇煥勤王，十一月十六夜，袁崇煥趕在後金部隊前到達北京，駐軍廣渠門外，袁入城謁見崇禎帝，得崇禎帝慰勞。皇太極亦因後援不繼，挾持大量人畜財物撤退出長城返回蒙古。

北京城突遭兵災，流言四起，指責袁崇煥縱敵擁兵，與後金勾結。而皇太極亦施反間計，暗示早已與袁有密約。崇禎帝降旨逮捕袁崇煥，經過半年多的審判，崇禎三年袁崇煥仍被以「通虜謀叛」、「擅主和議」、「專戮大帥」的罪名遭判凌遲之刑，於北京西市行刑。當時北京全城百姓視袁崇煥為叛徒，恨之刺骨，爭啖其肉。

誅殺袁崇煥之後，並無為明朝帶來安寧，東北邊疆形勢日見艱困，而更嚴峻的是，西北方陝西的民變，不斷擴大，動搖明朝的國本。