這時馬林與後金軍對峙一上午後，見後金的援兵已到，在帥旗下聚集起來的兵加起來也不過二旗再加四五千人，他認為後金的兵總數也就這些了，加上後金兵離營移軍向東，隊不成列，於是馬林決定主動出擊決戰，他命令營內士兵出營與營外的騎兵和火槍隊彙合，大軍主動向位於明營東邊的後金軍隊發起攻擊。
努爾哈赤在山上向西看，見大明營內軍兵與營外壕外的軍兵彙合，努爾哈赤就說：“這樣子是明軍要來主動攻擊我們了，不用登山了，可以下馬跟他們徒步作戰。”
代善就從山的左側，也就是南坡下山到山腳下，命令他的二旗士兵下馬準備步戰。下馬的人才四五十個人，大明軍隊就從西麵來攻上來了。
代善對努爾哈赤說：“我應當領兵前進。”隨即策馬迎敵，直殺入明軍的隊伍中。隨後諸貝勒與各位率兵的台吉等分別投入殺明兵，兩軍混戰，明軍敗退，進攻的明軍被殺大半。
這時，追殺龔念遂部逃兵的六旗兵戰鬥結束，急急忙忙趕來了，看到兩軍正戰，這六旗兵先到的不等後麵軍隊到來，也來不急整頓隊伍，直接攻擊明軍馬林的大營。馬林軍營中士兵放槍接戰。滿州兵射箭衝擊，在東麵和南麵兩路夾攻之下，大明軍隊抵擋不住進攻勢頭，大敗而逃，滿州軍兵乘勢追殺，擊破潘宗顏部，北路明軍大部被殲。明軍副將麻岩等皆被殺，總兵馬林僅自己率數人逃走。
明朝劉綎所率的東路軍因山路崎嶇，行動困難，未能按期進至赫圖阿拉。
因不知西路、北路已經失利，仍按原定計劃向北開進。努爾哈赤擊敗馬林軍後，立即移兵，迎擊劉軍。
1619年（明萬曆四十七年，後金天命四年）三月初三，為全殲劉軍，努爾哈赤采取誘其速進，設伏聚殲的打法，事先以主力在阿布達裏崗（赫圖阿拉南）布置埋伏，另以少數士兵冒充明軍，穿著明軍衣甲，打著明軍旗號，持著杜鬆令箭，詐稱杜鬆軍已迫近赫圖阿拉，要劉綎速進。
劉綎信以為真，立即下令輕裝急進。
三月初四，明軍東路劉鋌軍從寬奠出發時，後金東邊的人都躲避到深山老林中去了。
劉鋌率軍一路上攻占山寨，將瘸子、瞎子等不能動的人殺死，一路向前進軍。劉綎先頭部隊進至阿布達裏崗時，遭到伏擊，兵敗身死。努爾哈赤乘勝擊敗其後續部隊。
楊鎬坐鎮沈陽，掌握著一支機動兵力，對三路明軍沒有作任何策應。
及至杜鬆、馬林兩軍戰敗後，才在三月初五，慌忙傳令李如柏軍回師。
李如柏軍行動遲緩，僅至虎攔崗。
當接到撤退命令時被後金哨探發現，後金哨探在山上鳴螺發出衝擊信號，大聲呼噪。
李如柏軍以為是後金主力發起進攻，驚恐潰逃，自相踐踏，死傷1000餘人。
朝鮮軍隊元帥薑弘立率領剩餘的五千兵下山來投降，後金設宴款待他們之後，將他們釋放回國，並且修書給朝鮮國主光海君。
薩爾滸之戰，以明軍的失敗、後金軍的勝利而告結束。
此戰之後，後金軍乘勢攻占開原、鐵嶺，征服了葉赫部，酋長金台吉、布揚古被殺死，餘部俱降建州。
朝鮮王朝的光海君於1619年（明萬曆四十七年，後金天命四年）農曆五月，派遣使者去後金致謝，從此對後金與明朝采取中立政策，直至後來仁祖反正。
薩爾滸、尚間崖及牛毛寨戰事失利消息傳至明朝都城順天府（今北京），順天府米價立即陡漲。
明軍主帥楊鎬兵敗之後立即引咎辭職，後被拘押，崇禎二年（1629年）被處決。
杜鬆與劉綎已死於戰場，馬林也於3個月後在開原戰死，明軍四路主將四人已失其三，僅有李如柏始終未遇敵，但在戰役之後數日即為言官彈劾。
一年半後遼事更壞，此事再被提及，李如柏自殺以明誌。
薩爾滸戰役，除李如柏軍撤走未遭慘重損失，明軍共損失兵力約45800餘人，戰死將領300餘人，喪失騾馬28000餘匹，損失槍炮火銃20000餘支，元氣大傷，後金軍的勝利，不但使其政權更趨穩固，而且從此奪取了遼東戰場的主動權。
而明軍自遭此慘敗，開始陷入被動，到天啟年間，遼陽、沈陽、廣寧等重鎮相繼失守，明朝退守遼西，完全陷入被動，局勢萬分危急。
明朝方麵自此由進攻轉為防禦，後金方麵由防禦轉為進攻。
從此攻守之爭就成為了大明朝談論遼東戰事的主旋律，每每外麵還沒有幹起來，裏麵的人，自己先爭個你死我活，不可開交。
後麵比較出名的是熊廷弼和王化貞的攻守之爭，韋寶也略知一二。
王化貞平素不學習軍事，輕視大敵，好說大話。文武將吏的規勸一點也聽不進去，與熊廷弼尤其抵觸得厲害。他妄想投降後金的李永芳會做他的內應，相信蒙古人的話，說是虎墩兔將派援兵四十萬，因此想不戰而獲全勝。一切事務如兵馬、甲仗、糧草、營壘等都放置一邊不加過問，一意說大話蒙騙朝廷。
尚書張鶴鳴很相信他，他有所請無不答應，因此熊廷弼無法實現自己固守的心願。
廣寧有十四萬部隊，而熊廷弼的山海關上卻沒有一兵一卒，隻是有經略這麼個虛名而已。
從延綏調來的部隊不能作戰，熊廷弼請把主帥杜文煥治罪，張鶴鳴卻讓寬恕了他。
熊廷弼奏請任用佟卜年，張鶴鳴遞上奏章反對。熊廷弼奏請派遣梁之垣去朝鮮，張鶴鳴故意扣發他的餉銀。於是兩人之間相互怨恨，事事爭吵。
熊廷弼這個人也器量狹小，剛愎自用，火氣一觸即發，盛氣淩人，朝臣大多都厭惡他。
毛文龍鎮江之捷，王化貞自以為立了奇功。
熊廷弼說：“三方兵力尚未集合，文龍發動得太早，致使敵人恨遼地的人民，把周圍四衛的軍民屠戮殆盡，使東山軍民灰心，讓朝鮮君臣膽寒，令河西軍隊喪氣，擾亂了三方並進的計劃，耽誤了聯絡朝鮮的打算，把它看作奇功，實際上是奇禍呢。”送信到京城，竭力批評化貞。
朝臣們正把鎮江一役看作大捷，聽到他的話，心中多有不服。
熊廷弼又明顯地攻擊張鶴鳴說：“我既然擔任經略，四方援軍應當聽我調遣，而鶴鳴徑自發動，不讓我知道。七月裏我向兵部詢問軍隊人數，到現在兩個月了，沒有回答。我有經略之名，無其實，遼左的戰事都是張樞密和王撫臣一起辦的。”張鶴鳴這下更加惱恨他了。
到九月份，王化貞還說虎墩兔的四十萬部隊快來了，請迅速出兵。熊廷弼說：“撫臣靠著蒙古人，想不虞而收戰功。我不敢輕視敵人，不敢說能不戰而勝。”
後來蒙古軍隊終於沒來，王化貞也不敢進兵了。
熊廷弼主張防禦，認為遼地人不可信用，蒙古人不可憑仗，李永芳其人不可相信，廣寧地方有很多間諜讓人擔心。
王化貞則一切相反，絕口不提防禦，說我們一渡河，河東人必為內應。並且飛書報告朝廷，說八月裏你們就可以高枕酣睡，而收到我的捷報。有見識的人知道他一定壞事，因為疆場事關係重大，沒有人敢說他的不好。到十月份，河上結了冰，廣寧人認為後金一定渡過河來，紛紛想逃出廣寧。
王化貞於是和方震孺商議，分兵把守鎮武、西平、閭陽、鎮寧等城堡，而以主力駐守廣寧。張鶴鳴也認為廣寧值得擔憂，請明熹宗命令熊廷弼出關。
熊廷弼於是又出山海關，到達右屯，考慮用重兵內護廣寧，外扼鎮武、閭陽，於是派劉渠以兩萬人駐守鎮武，祁秉忠以一萬人駐守閭陽。又派羅一貫以三千人守西平。又重申他的命令說：“敵人來時，跨出鎮武一步的，文武將吏都有殺無赦。敵人到達廣寧而鎮武、閭陽不出兵夾攻，敵人搶劫右屯餉道而三路兵馬不救援的，罪也相同。”
熊廷弼剛剛部署完畢，王化貞又相信間諜的話，突然發兵襲擊海州，不久又退了回來。
廷弼於是上書說：“撫臣進兵，到現在已經五次了。部隊屢進屢退，敵人早看透了我方的計謀，我的虛名也因輕易出兵而受到損傷。希望陛下明確指示撫臣，對自己的行為慎重些，不要給敵人嘲笑了。”
王化貞看到他的上書很不高興，飛章上奏，為自己辯解，並且說：“我請求給我六萬兵，我保證把敵人一舉蕩平。就是不如意，也一定能做到死傷相等，使敵人一蹶不振，管保它不再成為河西之憂！”並請準許他便宜行事。
當時葉向高掌了大權，他是王化貞成進士時的主考官，很偏向王化貞。等王化貞請求把後金軍一舉蕩平時，熊廷弼上書說：“就請按撫臣約定的辦吧，應及早罷掉我的官以便於鼓舞士氣。”
這個時候，中外都知道經略、巡撫兩人不和，一定會壞了邊疆的大事，大臣們的奏章天天討論此事。而張鶴鳴篤信王化貞，於是想把熊廷弼拿掉。
天啟二年（1622年）正月，員外郎徐大化順承其意彈劾熊廷弼大言欺世，嫉能妒功，不罷免他必將有害於遼地戰事。
他們的奏章一並被發給各部，張鶴鳴於是召集大臣們討論。說把熊廷弼撤職的有幾個人，其餘大多主張讓二人各盡其職，共謀成功。
正好後金軍這時逼近西平，就停止了爭議，仍然兼用他們兩人，責令他們共同努力，功罪一體。
沒過多久，西平之圍吃緊。王化貞相信中軍孫得功的計策，發動了廣寧的全部兵力，讓孫得功和祖大壽前往和祁秉忠會合，然後向前去作戰。
熊廷弼也傳令劉渠拔營赴援。
正月二十二日在平陽橋遭遇後金軍，剛剛交鋒，孫得功和參將鮑承先等領頭逃跑，鎮武、閭陽的兵力於是也被打敗，劉渠、祁秉忠在沙嶺戰死，祖大壽逃往覺華島去了。西平守將羅一貫待援不至，與參將黑雲鶴也戰死。
熊廷弼當時已離開右屯，駐軍閭陽。參議邢慎言勸他緊急救援廣寧，卻被僉事韓初命阻撓，於是熊廷弼撤退了回來。當時後金軍在沙嶺停下來不再向前來。
王化貞平常把孫得功看作心腹，而孫得功已偷偷地投降了後金，他想活捉王化貞作為自己的功勞，就詐稱後金軍已到城邊。
城中一時大亂，人各奔逃，參政高邦佐阻擋也擋不住。王化貞正關起門辦理軍書，毫無所知。