努爾哈赤厚待撫順降將李永芳，擢升他為副將，還把孫女嫁給他，尊稱為"撫順額駙"，並賞賜降民大量牛、馬、豬、犬、衣物、房、田，依照明製設官，令李永芳統管降民千戶。
明廷與後金議和不成，於是一場更大規模的戰鬥迫在眉睫了。明廷任楊鎬為遼東經略，調兵遣將，籌集糧餉，置購馬炮器械，進行戰爭準備，決定發動一場大規模的旨在消滅後金的戰爭。萬曆四十七年（1619年）二月，楊鎬對雲集遼沈的明各路大軍二十四萬（一說十一萬，一說四十七萬）製定了作戰方案：兵分四路，先分頭進軍，而後合聚赫圖阿拉，一舉圍殲後金軍。
一向重視偵察敵情的努爾哈赤，對明軍的動態早就了如指掌，後金舉國皆知大戰將臨。想當初，九部聯軍來攻時，建州兵將"皆失色"，十分驚恐，軍心不穩；現在，雖然麵對號稱四十七萬的天朝"聖兵"，敵眾我少，八旗勁旅卻鎮靜自若，從容應戰。這一戰關係到後金的生死存亡，正如兵法所雲"置之死地而後生"，對於八旗軍而言，這一戰必打而且必勝。不打退明軍的進攻，努爾哈赤家族固然要被斬殺無遺，八旗官將士兵也在劫難逃，整個後金就要被徹底消滅，至少是大部被誅戮，殘存的少數"順民"，也必然要再遭明帝奴役，重新為明廷統治。於是八旗將士堅定了他們必戰必勝的決心和信心，對大軍壓境無所畏懼。
根據眾寡懸殊的實際情形，努爾哈赤料明軍東、南、北三路因道路險遠，不能很快就到，明智地製定了"恁爾幾路來，我隻一路去"的集中兵力、各個擊破的作戰方針。他將六萬八旗兵齊集赫圖阿拉附近，準備首先擊潰孤立冒進"違期先時出口"的明西路杜鬆軍。杜鬆將主力駐守在薩爾滸，自己則率一萬兵力攻打界凡城。明軍人數雖眾，但一分再分，兵力不集中，剛好給了努爾哈赤契機實行各個擊破的戰略。
努爾哈赤派大貝勒代善率兩個旗的兵力增援吉林崖，截擊杜鬆，使杜鬆兩部不能互援；自己則親率六個旗的將士進攻駐守薩爾滸（位於赫圖阿拉西一百二十裏，今撫順東大夥房水庫附近）的杜鬆軍主力。八旗軍到達界凡以東時，努爾哈赤決定"先破薩爾滸山所駐兵，此兵破，則界凡之眾，自喪膽矣"。薩爾滸的明軍遭到突然攻擊，傷亡慘重，潰不成軍，紛紛逃往薩爾滸河西岸，結果在得力阿哈一帶全部被殲。努爾哈赤隨即馳兵會師代善，使杜鬆軍在吉林崖下，陷入重圍，一場激戰過後，"死者漫山遍野，血流成渠，軍器與屍衝於渾河者，如解冰旋轉而下"，杜鬆陣亡，明主力西路軍全軍覆沒。
第二天，努爾哈赤又馬不停蹄揮師攻擊進至尚間崖的明北路馬林軍。努爾哈赤抓住明軍不熟悉地形，行軍遲緩以及各路軍自顧不暇，根本不能互援的弱點，充分發揮八旗軍長年慣於在白山黑水之間騎射的優勢，擊潰了北路明軍。緊接著移兵南下，迎擊明東路劉廷領軍。劉廷治軍素以嚴整著稱，行則成陣，止則成營，炮車火器齊備，裝備精良。努爾哈赤針對劉廷軍的這一特點，製定了誘敵速進、設伏聚殲的戰術。當時，劉廷軍不知西路、北路已經失利，正向距赫圖阿拉五十裏的阿不達裏岡行進。努爾哈赤自己率四千兵守城，一麵將主力軍派往阿不達裏岡設下埋伏，一麵著一批兵卒持著杜鬆令箭冒充明軍，謊稱杜鬆軍已逼近赫圖阿拉，要劉廷速進，與杜鬆會師攻城。劉廷中計，下令輕裝急進。東路軍到阿不達裏岡時，遭到伏擊而慘敗，劉廷陣亡，協同劉廷作戰的朝鮮軍隊被迫投降。
楊鎬坐鎮沈陽，掌握著一支機動部隊，但對四路明軍，卻未能及時作出任何策應，直到三路全潰後，才慌忙急令南路李如柏軍撤兵。後金軍作勢佯裝追擊李如柏撤軍，明朝軍士驚恐逃竄，自相踩踏，死傷千餘人。至此，薩爾滸之戰以八旗軍的全勝落下了帷幕。
薩爾滸之戰，是八旗軍以少勝多以弱勝強的一次著名戰役，是明廷與後金爭奪遼東的關鍵性一戰。後金軍以處於劣勢的兵力，五天之內即連破三路明軍，殲滅明軍十多萬人，繳獲軍用物資無數，取得了決定性的勝利。此次大獲全勝，後金政權更趨穩固，並從此奪取了遼東戰場的主動權。
葉赫部也參加了這次戰役，以助明軍一臂之力，見明軍潰敗便慌忙撤退。明軍自遭此慘敗後，被迫采取守勢，在戰場上完全陷入了被動，遼東局勢日趨危急。為挽回遼東局勢，明朝派熊廷弼經略遼東。於是努爾哈赤調轉兵鋒，集中力量進攻葉赫，並發下誓言："不克葉赫，誓不回師！"布揚古被殺，葉赫部宣告滅亡。努爾哈赤將葉赫的平民遷到建州，入籍編旗，變成了自己的臣民。
至此，努爾哈赤終於在他的有生之年基本完成了女真的統一大業，前後花費了三十六年的時間，從"遺甲十三副"到"北自蒙古，南至朝鮮，同一語言者俱征服"。努爾哈赤確實是女真民族的驕傲。