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。[22]
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。[23]
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。[24]
愤而辞官
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，lùn_gōng行赏时，只给袁崇焕增加一级官阶。尚书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。
重新见用
天启七年（1627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，被任命为兵部尚书兼任右副都御史，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。[26]
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，袁崇焕于是又上书说：“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，但袁崇焕上疏推不接受辞蟒袍玉带。[27]
崇祯二年（1629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，同时上书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。[28]
杀毛文龙
崇祯二年（1629年），袁崇焕以东江毛文龙虽然能牵制后金军，但毛文龙耗费的钱粮实在太大，袁崇焕上书请求让朝廷派人来管理毛文龙部的军饷，毛文龙不喜欢有文官监制着自己，于是上书争辩。而后毛文龙前来拜谒袁崇焕，袁崇焕以上宾之礼接待毛文龙，毛文龙也不谦让，袁崇焕于是决定杀掉毛文龙。[29]
同年五月，袁崇焕以阅兵为由去见毛文龙，毛文龙设宴与袁崇焕喝酒，俩人常常喝到半夜，毛文龙没有觉察到袁崇焕的来意。袁崇焕提议更改军营制度，设置监察官员，毛文龙对此建议感到不高兴，袁崇焕用回乡来打动他，毛文龙说：“我向来有这个意思，但只有我知晓辽东的事务，辽东的事情解决后，朝鲜衰弱，可以袭击占有。”袁崇焕对毛文龙的回答感到不高兴。[30]
而后袁崇焕邀请毛文龙观看将士射箭，预先在山上设置好帐篷，令参将谢尚政等率兵埋伏在帐外。毛文龙到了之后，他的部下没能入内。袁崇焕说：“我早晨