农历八月初七，皇太极看到眼前的大凌河城已经构筑完成，对于在农历六月二十日，回报“明筑大凌河城未果，止于四隅造台”的叶努等人很是恼怒。如果不是当时查探不实，这样的城池一个来月怎么可能就完成了？！
在重罚一干人之后，皇太极仔细分析了当前两军的形势。根据大凌河城的处境，决心采取围城打援的战术。
于是，皇太极召集了满蒙各位贝勒，正式传令：“为避免攻城造成我将士的重大伤亡，我们要采取挖掘壕沟，修筑腰墙等手段，把大凌河城重重围困。城中的人马想出来，就把他们打回去。如果锦州方面派来援兵，我们就把他们击退。论起打野战，难道他们明人还是我们的对手？！”
满大帐的亲贵将领都哄堂大笑，都附和说皇上圣明，懦弱的明人离开了坚城，打野战那是一无是处。
“传我军令，正白旗固山额真喀克笃礼，率本旗兵围东面之北，贝勒多铎率护军在后策应。镶白旗固山额真伊尔登，率本旗兵围东面之南，贝勒多尔衮，率护军在后策应。”
“正蓝旗固山额真觉罗色勒，率领本旗兵围正南面，莽古尔泰、德格类两贝勒率护军在后策应。”
“镶蓝旗固山额真宗室篇古，率领本旗兵围南面之西，贝勒济尔哈朗率护军在后策应。蒙古固山额真吴讷格，率领本旗兵围南面之东。”
“正黄旗固山额真额礼，率领本旗兵围困北面之西；镶黄旗固山额真额驸达尔哈，率领本旗兵围北面之东，贝勒阿巴泰率护军在后策应。”
“正红旗固山额真额驸和硕图，率本旗兵围西面之北，大贝勒代善，率护军在后策应。蒙古固山额真鄂本兑，率本旗兵围正西面。镶红旗固山额真叶臣，率本旗兵围西面之南，贝勒岳托，率护军在后策应。”
“另外，蒙古各部落的贝勒们，你们各自率领本部兵马围困以上各处空隙。总兵官额驸佟养性，率领汉军旗，携带红衣大炮、将军炮，扎营锦州过来的大道，别放明人的援军过来！”
“总之，诸位都要各守其职，各守其地，不要放一个人一人出城，也不要放一个援兵过来。违令者军法处置。”
皇太极下了这些杀气腾腾的命令以后，各旗满蒙将兵就分赴各处，先扫荡大凌河城周围各处明军的小城堡，诡异的是，各处小堡竟然已经是空空如也，看来明军已经先行撤离了。于是，接下来后金方面就开始围着大凌河城挖掘壕沟。
“壕沟周长三十里，城与壕之间有三里。壕深一丈，广一丈，壕外砌墙，高一丈，墙上有垛口。于墙内五丈外掘壕，其广五尺，深七尺五寸，覆以黍秸，掩上其土，于周围尽扎营。营外亦掘壕，深五尺，广有五尺，防守既固，困于城内之人不能出，城外之人不能入。”
另外，后金方面选择险要得当的地方，共扎下大小营盘四十五处，真把一个大凌城围了个水泄不通。
皇太极为了迅速而准确地了解明军的动向，又让每个牛录派出护军一人，左翼四旗以总兵官阿山为主将，右翼四旗以参将劳萨及备御图鲁什为主将，前往锦州、松山一带侦察敌情。
而明军方面，又是另一番景象。首先，城内只剩下了祖大寿等人统领的关宁铁骑约六千人，步兵六千人，除了这些部队以外，还有各种民夫和少数商人总共不到三千人。比起原来的历史上，平民少了七千多人，还少了骑兵近两千人。
非战斗人员少了一大半，可是粮食却多了很多。事先的坚壁清野，从各处小城堡集来的粮草，加上黄复华先后送进来的五百多吨粮食，还有从松山，锦州方面紧急采购的粮食，足够这一万五千人熬到开春。
农历八月九日，大凌河方面，明军近一百骑出城。清军重兵围上，明军殊死搏斗，最后时刻，被围明军用黄复华派人送来的手榴弹，与围敌同归于尽，后金方面也伤亡近百人。
十日，明军又有骑兵和步兵共五百余人出城，攻击后金固山额真额驸达尔哈的部队。双方混战一场，明军在被围之前就主动撤退。达尔哈一直追到了城壕，明军用手榴弹和连弩断后，大部分退入了城内，伤亡不到五十人。后金方面损失也不下于此。
十二日，三百多明军出城诱战，装着不敌，且战且退。镶黄旗将领五大臣之一的费英东扎尔固齐的第七个儿子图赖轻敌狂妄，不知是计，当即率领手下军士围了上来，想吃掉这一小股明军。随后，额驸达尔哈也领兵进攻。两黄旗一动，金兵看见图赖和明军交手了，以为是上面下了进攻命令，也都率兵参战。就连镶白旗的贝勒多尔衮也领着护军冲杀进来。
“两蓝旗兵径抵城壕，舍骑步战，逼明兵入壕。壕岸明兵，与城上兵，炮矢齐发，两蓝旗兵乃退”。
祖大寿利用明军原来就装备的各种火器，还有新得到的手榴弹和连弩等向八旗军发动猛攻，本来只是一心围城的各旗准备不足，均受到不同程度的损失，其中以两蓝旗最为严重。祖大寿看到金兵越围越多，而且重创敌兵的目的已经达到，便撤回了城中。
这一仗，击毙后金方面副将孟坦、革职副将屯布禄、备御多贝、侍卫戈里等人，各旗伤亡近三百人。明军取得了大凌河保卫战的第一个重大胜利。
皇太极得知图赖轻敌，违反军令擅自行动，导致后金战败大为震怒。自此，皇太极严令后金兵不再进抵城壕与明军交战，以免伤亡，只是加紧包围大凌河城。
双方进入了相持阶段，大凌河的祖大寿似乎放弃了突围的尝试，一心待援了。然而，一直等到了八月下旬，也不见锦州或是松山方面有任何行动，后金方面有所懈怠。
农历八月二十八日，阴天，云遮弦月。晚上天气正合适好好睡上一觉。蒙古固山额真吴讷格，率领着本旗兵马围困着大凌河城的南面之东。
经历了一天劳累，加上数天没什么动静，这边又不是什么需要重要防守的地方。在大凌河城远侧的蒙古勇士们都酣然入睡了。
深夜，从海边方向，二十名崇明黄家卫队精锐，携带着轻型小钢炮和三眼手枪，手榴弹，借着夜色的掩护，由小船运到二十里外以后，靠着时不时手电发出的微弱光芒，悄悄摸到了这伙蒙古兵士营地的附近。
时间到了深夜三点，正是睡眠最熟的时候。
突然，这边一支带响的烟花升空而起，然后十多门小钢炮的炮声突兀地响起来。片刻后，炮弹就落在了蒙古军营里。
大凌河城四门大开，城内一片鼓噪，四个方向都冲出了许多的明军。其中真正的主力更是直扑受到直接攻击的吴讷格率领的蒙古兵马。
不到三十毫米口径的炮弹威力并不大，直接命中目标，杀死杀伤的蒙古兵马更是不到两三个人。然而，在最不可能的时间和地点，遭受来自两个方向的夹攻，其中一方还不知道是什么来头。
这部蒙古兵崩溃了，炸营了。
从睡梦中醒来的蒙古兵们，只能拼命用身边的武器向着四周挥舞，以安慰自己惊恐的心情。人马惊叫奔突，相互践踏，完全无法组织起有效的抵抗。其他各部后金官兵也不知道具体情况，在这深夜之时，只能是安抚本部兵马，守紧营盘。
炮弹继续落下，冲近的卫队队员们根本不用选择，尽情地向营盘内随意投掷手榴弹。城中的主攻兵马更是突进了蒙古营帐，早有准备，又有组织的明军，痛快地进行了一番厮杀。
天终于放亮了，获得大胜的明军自然顺利退回城内，后金兵在追击时，遭到了地雷的阻碍，伤亡十多人。公元1599年，总兵王鸣鹤就在其所著的《火攻答》一书中，记载了地雷采用的“走线”方法，就是击发装置用绳索牵住，当绳索被拉动时就发火引起爆炸的方法。卫队成员们在扔了一些手榴弹，打光带来的少量炮弹后，也早已离去。
安排妥当的各部贝勒们来到经过了一番洗劫的吴讷格所部营帐，但见遍地狼籍。
旗帜纷纷倒在地上，被践踏得不成样子。到处都是死尸，和丢弃损坏的盔甲武器，胡乱交杂。不时还有一个个未死惨叫的蒙古军士瞪着失神的眼睛，迷茫地看着他们。受惊的马匹虽然已经被收拢，许多仍然在栏中焦躁不安，乱嘶乱踢。
吴讷格还算幸运，在左右亲兵的拼死保护下，领着百来人冲出了大帐，只有左臂在乱军中不知被谁给砍了一刀。大量马匹，军粮等都被明军席卷一空。吴讷格的手下两千余大草原上的勇士们，活下来还能用的不过两三百人。