八月二十七日，沈阳城中的女真兵终于动了起来，额亦都接到努尔哈赤的命令，率领一万六千人南下，剩余四千人留守沈阳，当天下午，沈阳大军经过奉集，顺便将奉集的两千守军也一起收编南下了。
于此同时，熊廷弼也在严密的监视着额亦都部队的动向，八月二十九日，额亦都的部队距离清河已经不到三十里，熊廷弼认为时机已经成熟，于是下令明军主力全数出击，围攻沈阳。
熊廷弼大军从虎皮驿出发，半天时间便抵达沈阳城南十里。沈阳守将剌赫尔闻听明军主力来袭，大惊失色，立刻派出求援的哨骑，但由于明军从南面而来，堵住了去往奉集的道路，西面常勇和东面抚顺一带又被明军控制，求援的哨骑必须绕道铁岭，从铁岭赶往赫图阿拉，然后再到清河，这一去少说便是三日的路程。
既到城下，熊廷弼也不迟疑，立刻把大炮都拉到了南面城墙下，集中火力轰击沈阳城南门。
“额亦都驰援清河，大军必从南门而出，是以，其余城门皆可用条石夯土封堵以防炮火，唯南城门后必无填料，猛烈轰击，顷刻可破之。”熊廷弼站在阵前，看着沈阳南城门下的阵阵火光，自信地捋着胡子，好不得意。
半个多小时后，南城门果然经不住炮弹重锤，轰然倒塌。城中女真兵见状，略作慌乱，但很快又镇定下来，片刻后一队骑兵赫然从城中冲了出来，奔着明军的炮兵阵地就去了。布置在炮兵两侧的明军也不含糊，迅速抢身至火炮阵地前方，枪炮同鸣，箭矢齐发，女真骑兵还没近身，已然折损过半。剩下的女真兵却并不后撤，反而像发了疯一般继续冲锋，熊廷弼心中纳闷，转头向南城门看去，只见城中女真兵竟然拆掉了城中的民房，正把各种乱七八糟的建筑垃圾往城门洞里塞。
“让炮兵不要管奴酋骑兵了，调转炮口，继续轰击城门！”
隆隆炮声再次响起，几十发炮弹径直射进了城门中，把各色杂物震得漫天飞舞，间杂着几声惨叫和残肢断臂，让整个城门洞显得糜烂不已。
又过了半个多小时，出城的女真骑兵被全数歼灭，五百多人竟无一降卒。见外围的威胁清除，熊廷弼下令步兵开始向城壕填土，建立入城通道。
城破之后，沈阳守将剌赫尔留下五百人在南城墙，骚扰前来填土的明军，然后将剩余的三千余兵马全数后撤至内城修筑的堡垒中。熊廷弼为确保填土作业的安全，干脆重兵压前，与城头的女真兵对射，很快女真兵便败下阵来，但为了迟滞明军的入城速度，他们在撤退之前又在南门口放了一把火。
一个时辰后，南门城壕上填出了一条五丈宽的通路，但此时城门内的大火已经将整个城头门楼引燃，烈焰灼灼，人畜难近，数万大军就这么被堵在了城门外，熊廷弼无奈只得再命各军先引城壕水灭火。
一直忙活到半夜，南门的大火才被扑灭。由于天色已晚，熊廷弼并不打算在此时入城，而是命令大军在城外过夜，明天一早再入城清剿女真残兵。
剌赫尔得知明军不入城的消息，顿时计上心来。三十一日凌晨，剌赫尔趁着夜色，率领三千人从沈阳城中突围，他将军队分为步、骑两队，步兵从南门出城后，绕城向北方的铁岭逃窜，骑兵则计划直接越过明军的防区，向清河逃窜。
剌赫尔的骑兵刚一出城，明军的哨兵便将其发现，随即明军大营锣鼓齐鸣，各部兵将急急穿戴整齐，从营帐中奔向阵地。剌赫尔也不纠缠，寻找到一处火光暗淡的方向，带着几百号人一头就扎了进去。女真步兵则趁着明军被骑兵吸引的功夫，隐藏在夜色中摸黑出城，缓缓向北方窜去。没想到女真骑兵跑的太快，这边熊廷弼的骑兵刚上马呢，那边剌赫尔已经跑得没影了，于是明军转头又往沈阳城头一看，好家伙，一溜人马正从城里往外奔呢。熊廷弼立刻下令骑兵冲击城门，一时间尘土飞扬，女真步兵在黑暗中看着远处不断接近的火光，惊骇不已，你挣我抢地往北方奔逃，奈何两条腿怎么跑得过四条腿，片刻之后，便是寒光透体。
鏖战一夜，待天光渐白之时，沈阳城周围已经见不到活着的女真兵身影了，熊廷弼随即大旗一挥，“入城！”
就在熊廷弼率军入城的同一时刻，远仍在围困清河的努尔哈赤终于接到了沈阳被攻的消息，还在他犹豫究竟应该先打那一边的时候，剌赫尔已经从沈阳逃到了他的帐前。
“狗奴才！”额亦都一脚把剌赫尔踢翻在地，“我临行前三番五次交代你，若遇敌情，务必坚守待援，你倒好，跑的比狍子还快！”说着，又给了剌赫尔一脚。
努尔哈赤也不阻拦，只是冷漠地看着额亦都教训剌赫尔。
“这次是咱们中了熊廷弼的奸计了，南朝的目标，从一开始就是沈阳，清河不过是个障眼法，诱我们来援而已。”努尔哈赤走到营帐中的地图前，“沈阳陷落，接下来，熊廷弼主力必定南下解清河之围，这是我们的机会。”
九月初一，努尔哈赤命令额亦都的部队留下来继续围困清河，他自己则带领三万主力前往清河西北五十里设伏。
“大人，沈阳既已克复，下一步咱们是否按计划南下救援清河？”
此时熊廷弼却犹豫了，两天前剌赫尔趁夜突围，努尔哈赤如今势必知晓了沈阳城陷落的消息，如此一来明军的战术意图已经完全暴露，若继续采用原计划，风险太大，但是如果不南下，清河的一万明军又该怎么办呢？
熊廷弼在地图前驻足半晌，目光最终落在清河西南的“威宁堡”三个字上。
“清河，救肯定是要救的，但是，咱们不能再从奉集方向过去了。传令各总兵开拔，先去虎皮驿，然后转道向威宁堡！”
