崇祯四年九月二十七日，张春部4万达军越过小凌河，逼近大凌河城，随即，张部在距大凌河城15里处时，与后金军的打援部队相遇。
张春为了扼制后金骑兵的冲击，动用了许多偏厢车，这些偏厢车上都配有犀利的火器，所在双方交战的最初阶段，八旗兵冲了几次，都被明军用火器逼了回去，阿巴海见状便立刻采用了诱敌深入的战术，一面放任明军战车阵缓缓向前推进，一面又趁着明军推进速度过缓而迅速调来了“乌真超哈”部队。
正当后金军调整战场布局的时候，一看后金部队退了，明军总兵宋伟和吴襄二人都以为有便宜可捡，因此，两人所部没有跟着大部队徐徐而进，反而是无脑的向着大凌河城方向一路冲杀，宋伟和吴襄两人的部队部队往前这么一冲，实际上就把明军的两翼直接暴露了出来。
注意到战场上出现的新动向，阿巴海立刻命令己方骑兵部队直接从两翼切入明军阵营，同时又命令已经到位的“乌真超哈”部队用红衣大炮对着突前的明军骑兵一顿猛轰。
遭到数十门红夷火炮集火的吴襄所部根本挡不住后金军强大的火力，当即全军溃退----一说是明军没有料到后金军也有了如此犀利的红夷炮队，大受震撼，所以坑队友的天赋技能又故态复萌了----吴襄部这么一跑，剩下的宋伟所部亦是独木难支，转眼便被反击而来的后金军给击败了。
前面的宋伟和吴襄部队溃败，牵动了张春率领的明军主力及辎重部队的阵型。
张春一开始还想扼制溃逃，然而兵败如山倒，他的努力毫无作用，最后连他自己也被卷进了败退的大潮中，只得无可奈何的率着手下跟着大队溃军一起向后退却，殊不知，后金军一早已经在明军撤退的路线上设下了伏兵，于是张春所部就此彻底陷入了后金军四面围攻之中，此时，早就无心抵抗的明军们大都放弃抵抗选择了投降，张春则和他的三十余名部将一起被后金军俘获，只有总兵吴襄和宋伟两人率数十人侥幸逃归锦州。
第四次增援大凌河失败了，孙承宗也好，明廷也罢，再也无力如此浪费有限的兵力了，因此，此后就再也没有能力向大凌河派送任何一支援军了，所以，见明军不再派人来送人头，阿巴海便于十月七日和十月九日这两天先后致书祖大寿、何可纲、张存仁等大凌河城内的明军将领，劝其立刻投降。
但何可纲以阿敏屠戮永平四城为例，坚决认为：投降也是死，不投降也是死，与其投降被杀死，倒不如不屈而饿死，饿死还能留下个忠烈的好名声。
何可纲的态度，得到了部分祖大寿部将领的认同，因此祖大寿决定绝不投降，继续坚持最后五分钟，等待转机的到来。
可问题是现在大凌河城中的老百姓差不多被吃光了，实在无法坚持到明军新一轮援军的抵达，甚至也不知道以辽镇兵马的尿性，会不会有援军开来----祖部因为上次被假冒援军的后金军坑了，所以，对于之前后金军迎战张春部的隆隆炮声，下意识的以为是后金军故技重施，并不以为是真的援军到了----所以，在军事会议上刚刚言辞凿凿的表明自己绝不投降，转过身来，祖大寿就和后金方面派来的谈判使者热切交流，并派出了部将韩栋前往后金营地与阿巴海直接面唔，以敲定投降条件。
经过一番紧锣密鼓的私下勾连后，十月二十八日，祖大寿在杀害了坚决不同意投降的何可纲后，正式向围城的后金军投降，后金军随即进城点检，发现除了一万一千多士兵和三十二匹将领坐骑外，所有随行民夫都被祖大寿部啖食殆尽了······
人骨上的嚼食痕迹连后金军普通士兵看了都要恶心呕吐，但后金高层对这支食人军队的投降却大为欢欣，因此，祖大寿以下的张存礼、祖可法、刘天禄等七十多名前明军将领都受到了极高的礼遇，甚至当祖大寿声称自己愿意替后金军回锦州诈城，阿巴海都表示了同意。
阿巴海难道不知道祖大寿回锦州后一定会受到明廷的监视，所谓诈城根本是不可能的吗？
当然不是，阿巴海看的更深，他知道祖大寿丢了身边一万多子弟兵，回到明军中后，必然如脱了毛的凤凰一般失去了原有的影响力，但辽镇将门是一个枝器连生的团体，明廷不用祖大寿，依旧得用其他辽镇将门，因此，他释放祖大寿固然可惜，但换取辽镇兵马更加萎靡不振，却是大赚了，所以，阿巴海毫不犹豫的同意了祖大寿的要求，纵放了祖大寿回锦州----后来有人，说什么后金权贵不学无术，打仗依靠《三国演义》，大约就是从阿巴海释放祖大寿回锦州，与小说上七擒孟获类似而演绎出来的。
事实上，阿巴海没有判断出错，明廷对祖大寿自述的“成功”突围将信将疑，所以一面加官进爵以按祖大寿之心，一面却又再三想要把祖大寿调回关内，因此，祖大寿此后相当长一段时间内即不投降后金，也不愿回北京陛见，实质上已经形同割据的独立势力了----虽然之后辽镇兵马依旧与后金之间有小打小闹，但这些战斗的目的更像是向明廷骗取经费。
按下祖大寿不说，大凌河之败后，孙承宗在崇祯皇帝的眼里已经是无用的老朽了，再加上明廷中对宁锦防线的质疑声再度高涨起来，孙承宗也就不得不以老病为由，向明廷提出了辞呈，对此，崇祯皇帝毫不犹豫的答应了，孙承宗就此彻底离开了大明的政治舞台。
大凌河之败，不单单是送走了老迈的孙承宗，而且还断送了那些只有嘴炮的东林党人重新掌控明廷大政方针的最后机会，至此东林党成为了明廷中的边缘势力，至少东林党依旧不放弃染指朝政的机会，所以日后便有出现了所谓“周温之争”······