努爾哈赤親自督陣，戰馬上的他依然威風凜凜不減當年，可惜，他的自信被一個年輕將領的炮火輕而易舉地擊碎了。十數門大炮不斷燃放，“周而不停，每炮所中，糜爛可數裏”，袁崇煥又讓士兵把被褥裹上火藥，卷成一捆一捆的，投擲到城下，“火星所及，無不糜爛”。
努爾哈赤率領的後金軍隊連續攻了兩天。精於騎射的八旗兵，在深溝高壘麵前，矢石炮火之下，難以發揮特長，不但沒拿下寧遠，反而傷亡慘重，“攻具焚棄，喪失殆盡”。對這種新引進的西洋大炮的來源、特點、性能、威力，努爾哈赤都一無所知。炮轟之處，死傷一片，官兵害怕，畏縮不前，努爾哈赤遭受到了從未有過的致命的失敗！無奈之下，努爾哈赤派遣三等副將武納格率蒙古兵往攻寧遠南十六裏明軍屯貯糧草的覺華島，盡殺守兵7000，焚燒糧草千餘堆和2000餘隻船。二十七日，疲憊的努爾哈赤帶著後金士兵開始撤退，並於二月初九日回到沈陽。
寧遠之戰，以明軍的勝利、後金兵的失敗而結束。
死亡之謎
天命十一年八月十一日（1626年9月10日），這位後金開國之主，在離沈陽四十裏的靉雞堡逝世，享年68歲，他多姿多彩的一生終於畫下了句點。天聰三年（1629年）努爾哈赤葬於沈陽石嘴頭山福陵，崇德元年（1636年）初諡武皇帝，廟號太祖。康熙元年（1662年）改諡“承天廣運聖德神功肇紀立極仁孝睿武端毅欽安弘文定業高皇帝”。
努爾哈赤死去多年，但關於他的死因卻始終沒有定論。清代官書在說到努爾哈赤之死時，都說他是得病而死，至於得的是什麼病卻沒有提到。後人分析，努爾哈赤是被袁崇煥的炮火所傷而死。在寧遠城下，袁崇煥率兵民萬人守城，架設了11門由西洋人製造的紅衣大炮。這種紅衣大炮很可能是英國製造的早期加農炮，炮身長，射程遠，威力大，可以說是當時全世界範圍內最先進的火炮。後金軍隊在明軍的炮火攻擊下嚴重受挫，而努爾哈赤喜歡親自上陣督戰，在威力極大的火炮的猛烈攻擊下，在毫無準備的情況下，他會不會受傷呢？
朝鮮人李星齡著的《春坡堂日月錄》記載，朝鮮使團的譯官韓瑗來到明朝的時候，在定遠城與袁崇煥相見，寧遠之戰時袁崇煥曾把他帶在身邊，韓瑗親眼目擊了這次戰役。戰役結束後，袁崇煥派自己的手下，帶著禮物，前往後金軍營，向努爾哈赤“致歉”，說“老將橫行天下久矣，今日見敗於小子，豈其數耶！”當時，袁崇煥派去的人發現，努爾哈赤“先已重傷”，備好禮物和名馬回謝，約期再戰，最後終於“因懣恚而斃”。《明熹宗實錄》
載，兵部尚書王永光奏稱，在寧遠之戰中，明軍曾經炮斃一位“大頭目”，後金軍用紅布把此人包裹起來，邊走邊哭，抬走了。明張岱在《石匱書後集·袁崇煥列傳》中載，當時先進的紅衣大炮打死敵人，不可勝數，擊中“黃龍幕”，傷一“裨王”。後金軍用皮革裹著這位“裨王”的屍體，號哭著撤退了兵馬。後世學者據此分析，“大頭目”、“裨王”是一個人，即努爾哈赤。如果這種分析成立，開國君主果真死在“西洋大炮”下，這將是很丟臉的一件事。為了穩定軍心，壯大國威，清王朝沿用從古至今常用的辦法，在官修史書中隱瞞主將的傷亡。
但是，也有專家對此提出質疑。既然朝鮮譯官韓瑗都知道努爾哈赤受了重傷，那麼袁崇煥就應更加清楚。如果努爾哈赤真的身受重傷，這當然是特大功勞、重大勝利，不僅袁崇煥要炫耀自己的威風，就是明朝朝廷上下、文武百官也會對這件事大書特書，以激勵軍民的士氣。可是，無論是袁崇煥本人的報告，還是朝廷的聖旨或者是朝臣的奏疏，都沒有提到努爾哈赤受傷的事。另外，寧遠戰敗，時間是1626年的正月，努爾哈赤是在八月二十日死去，這中間總共有8個多月的時間。在此期間，努爾哈赤並沒有靜養療傷，而是“整修舟車，試演火器”，還到“遠邊射獵，挑選披甲”。四月，他帶領大軍，征蒙古喀爾喀，“進略西拉木輪，獲其牲畜”。五月，努爾哈赤回師沈陽。六月，他還親自出城郭十裏迎接蒙古科爾沁部的鄂巴洪台吉來朝，根本不像是重傷之人。