天啟二年即天命七年（1622）正月十八日，後金汗努爾哈赤命族弟鐸弼、貝和齊及額駙沙津和蘇巴海等統兵留守遼陽，親率諸貝勒大臣，帶領八旗大軍，向廣寧進發。經鞍山、牛莊，二十日渡遼河，直逼西平堡。
廣寧巡撫王化貞得到後金軍西進的馳報，倉促布兵防守。原議總兵劉渠領兵二萬人守鎮武，總兵祁秉忠領兵萬人守閭陽，分南北兩路與廣寧犄角；副總兵羅一貴率三千人守西平堡，又在鎮寧駐兵。王化貞自帶重兵駐廣寧，企圖以四堡屏障廣寧，阻擊後金軍的進犯。
後金汗率軍過遼河，二十日，圍西平堡。守城參將黑雲鶴輕敵出戰而死。參將羅一貴堅壁固守，後金軍攻城不下。時各城守軍消極自保，不作援應；王化貞蜷縮廣寧，不敢出擊。熊廷弼急檄王化貞督戰，並激之曰：“平日之言安在？”（《明史紀事本末》）巡撫王化貞遂命總兵官劉渠率鎮武兵，總兵官祁秉忠率閭陽兵，心腹驍將孫德功率廣寧兵，馳援西平。努爾哈赤分一半軍隊圍西平，以另一半軍隊迎擊前來增援的明軍。二十一日，孫德功、劉渠、祁秉忠在平陽橋迎戰後金軍。孫德功分兵為左右翼，推劉渠部、祁秉忠部先出戰。剛交鋒，“孫德功等故意上前一衝，即卸（卻）去，因而各營俱起，以至大敗”（《熊襄湣公集》第7卷）。總兵官劉渠、祁秉忠、副總兵麻承宗戰歿於沙嶺。同援之副將鮑承先敗走，隱匿數日，出降。
努爾哈赤擊敗明三路援軍之後，遂集中八旗兵力，繼續圍攻西平。後金兵先發火炮，繼擁楯車，豎雲梯攻城。明軍在城上發炮，殺傷大量後金兵。西平之戰打得異常激烈。據《明熹宗實錄》載：
羅一貴將三千人守西平……賊先攻西平，黑雲鶴出戰而死。羅一貴固守不下，殺奴數千人。李永芳豎招降旗，陰遣人說一貴。一貴罵之曰：“豈不知一貴是忠臣，肯作永芳降賊乎！”斬其使，亦於城中豎招降旗。奴盡銳攻之，相持兩晝夜。用火器殺賊，積屍與牆平。會一貴流矢中目，不能戰，外援不至，火藥亦盡，一貴北向再拜曰：“臣力竭矣！”遂自剄。奴盡屠西平。（《明熹宗實錄》第18卷）
羅一貴以三千人抵禦後金軍九萬人的圍攻，最後矢盡援絕，城陷身亡。後金軍在西平堡下，損失極為慘重。所以《滿文老檔》有關西平之役的記載頗為疏略。特書於二十二日舉行慶祝破西平之禮，並殺八牛祭。後金軍在攻破西平、拔除鎮武和閭陽城堡之後，駐師西平堡，準備奪取廣寧。
廣寧城在山隈（wēi），“形勢若盤，俗謂之盤城”（《盛京通誌》第15卷），恃三岔河為阻，背靠醫巫閭山，南臨大海，西界錦州，東隔遼河與遼陽對峙，成為遼陽通山海之咽喉要地。是明朝失陷遼陽後遼東巡撫的駐地。官將生員暗通後金，兵士漫無紀律，人民驚恐不安。二十二日，王化貞得沙嶺敗報後，督將士上城戍守，皆不應。遊擊孫德功在援救西平時佯敗先歸，因“潛納款於太祖，還言師已薄城，城人驚潰”（《清史稿·孫德功傳》第231卷）。王化貞急召德功至衙署，仍委以守城重任。他剛“出衙門，即發炮，堵城門，封銀庫，封火藥”（《熊襄湣公集》第7卷），以待後金軍入城。城中軍民一片混亂，攜帶家眷奪門出奔。
時王化貞正在衙署閱視軍報，對城中驚亂事茫然無知。突然參將江朝棟“急入化貞臥內，化貞方檢書，見之大怒，嗬責之。朝棟急拉化貞曰：‘事急矣，快走，快走！’”（王在晉：《三朝遼事實錄》第7卷）邊說邊挾著王化貞，奔向馬廄，但馬又被牽走，僅餘兩隻駱駝。王化貞的行李用兩隻駱駝裝載，在江朝棟等陪護下，步隨到城門，“而城門刀棍堵截如林，僅以身免。身旁一相伴朋友已劈頭打傷，駝箱已被打奪”（《熊襄湣公集》第7卷）。巡撫王化貞狼狽出逃，二十三日至大淩河，同率領五千援軍的經略熊廷弼相遇。巡撫向經略“歎訴遼人內潰，孫德功等謀獻，幾不得免之狀”（《熊襄湣公集》第5卷）。經略熊廷弼“哀而慰之”，並以自帶五千兵給王化貞作殿後，護送潰散的軍民往山海關行進。其時，“熊廷弼在右屯有兵萬人亦逃，所過寧遠、寧前諸屯堡，悉縱火焚之。遼人相隨逃入關者數十萬，逃兵十餘萬，至關下，大司馬王公象乾以總督蒞關，閉不納。廷弼至，按劍叱關吏開門，悉納之，縱之南”（葉向高：《編》第12卷）。數十萬遼西難民，“攜妻抱子，露宿霜眠，朝乏炊煙，暮無野火，前虞潰兵之劫掠，後憂塞虜之搶奪，啼哭之聲，震動天地”（王在晉：《三朝遼事實錄》第7卷）。明朝腐朽的統治，後金貴族的鐵騎，給遼西人民造成多麼悲慘的境況！
後金軍雖奪取西平堡，但受重創。努爾哈赤駐西平，哨探廣寧虛實，未敢策騎輕進。王化貞逃奔之後，遊擊孫德功、守備黃進等控製了廣寧城。二十三日，孫德功派生員郭肇基等至後金汗前，跪請努爾哈赤進駐廣寧。努爾哈赤得報後，率領八旗軍向廣寧進發。時移居廣寧之女真人，出門迎降。石氏三兄弟——國柱、天柱、廷柱獻城迎降，“天柱首先出迎、國柱、廷柱以城獻”（徐乾學：《憺園全集》第31卷）。二十四日，孫德功等帶領降順後金的官將、生員等，已剃發，設龍亭，抬轎，打鼓，吹喇叭，奏鎖呐，出城三裏，夾道跪迎後金汗入城。努爾哈赤先派八旗諸貝勒大臣入城，後騎馬至巡撫衙門。至是，後金軍全部占領廣寧。