明天启元年、后金天命六年（1621年）不到一年的时间里，辽东重镇沈阳、辽东首府辽阳相继失陷，袁应泰自杀，辽河以东全部沦为后金所有。河西军民全都奔逃而去，自塔山到闾阳方圆二百余里，荒无人烟，京城大为震惊。此时，朝廷里大臣们又想起了熊廷弼。
刘一燝奏道：“假使廷弼在辽，想来不会弄成这样。”
御史江秉谦上书追叙熊廷弼以前防守辽地的功劳，并且把排挤有功之臣说成郭巩的罪过。
明熹宗对过去弹劾熊廷弼的人加以治罪，冯三元、张修德、魏应嘉、郭巩各贬三级，将姚宗文、御史刘廷宣削职，仍召熊廷弼还朝，出任辽东经略，并且提拔王化贞为巡抚。
同年六月，熊廷弼入朝，提出分三方布置的策略：“广宁用马步兵在河上设立壁垒，凭山川形势打击敌人，牵制敌人的全部兵力；天津、登、莱各港口建置水军船队，乘虚打入敌人南方的驻地，动摇他们的军心，这样敌人势必有内顾之忧；并在登、莱设立巡抚，由陶朗先充任；而山海关特设经略一人，管辖一方，统一事权。
熹宗准奏，于是任用廷弼为兵部尚书，兼右副都御史，驻守山海关，经略辽东军务。廷弼借此请尚方宝剑，请调兵二十余万，以兵马、粮草、器械之类责成户、兵、工三部。
七月，熊廷弼启程，明熹宗特地赐给他一身麒麟服，四枚彩币，且于五里外赐宴饯行。
廷弼谢恩出朝，即日就道，出山海关，到了广宁，文武各司官员，皆出城迎接，辽东巡抚王化贞亦来相见，寒暄既毕，共商战守事宜。
王化贞拟分兵防河，沿河设立六所军营，每营设置参将一人，守备一人，各自画地分守。西平、镇武、柳河、盘山等要害地分别设立防哨。
熊廷弼欲固守广宁，并说道：“河面狭窄不可靠，城堡太小难容驻兵，现在只应牢守广宁。如果分兵在河上驻守，部队分散力量薄弱。敌人用轻骑兵沿河偷渡，专攻一所营房，我军力量必然不支。一营溃败，其他各营皆败，西平等地的防哨也不能守住。河边只适于设立游击队，轮番出入，使敌人莫知浅深，不该屯聚一处，给敌人乘隙袭击的机会。”
王化贞终不以为然，怏怏而退。熊廷弼申奏朝廷，请实行三方分置策，王化贞亦上沿河分守议。
奏章交上后，恰好御史方震孺也说防河有六条不可靠的地方，明熹宗王依熊廷弼言，把化贞奏议搁起，王化贞的建议就此作罢。而王化贞因为自己的计策未被采纳愈加不乐，把军事全推托在熊廷弼身上。从此王化贞与熊廷弼渐生矛盾，经略、巡抚不和睦的风声也随之传出。
天启元年（1621年）八月初一，熊廷弼上书奏道：“三方布置策略的实施，需联络朝鲜，请之征发八道之兵力，在江面上设立连营，助我军声威。”
并举荐监军副使梁之垣，梁之垣在海滨长大，熟知朝鲜的事情，可以充任钦差使臣。明熹宗朱由校准奏，并且按照行人奉使的惯例，赐给予一品官以示信任。梁之垣于是上书提出加强他们的事权、确定自己职责等八条要求，明熹宗也都一一同意。
歇了数天，辽阳都司毛文龙，有捷报到广宁说，已攻取镇江堡，王化贞大喜，奏报朝廷，满朝皆喜。
王化贞遂欲乘胜进兵，熊廷弼不允，化贞再次上奏；“东江有毛文龙可作前锋，降敌之李永芳，今已知悔，愿作内应，蒙古兵可借助四十万，此时不规复辽沈，尚待何时？愿假臣六万精兵，一举荡平，惟请陛下申谕熊廷弼不得牵掣。”
此奏一上，熊廷弼已探闻消息，遂由广宁回山海关。王化贞专待朝旨一下，指日进兵。不多日朝使已到，令王化贞专力恢复，不必受熊廷弼节制，熊廷弼亦受朝命，令他进驻广宁，作王化贞后援。
王化贞立即命令登、莱、天津派出两万水师接应毛文龙，又自率广宁十四万兵士，渡河西进，和蒙古军一起乘机进取，熊廷弼不得已，亦出驻右屯。此时廷弼兵只有五千，徒拥经略虚名。
王化贞率领大兵渡河，满望得胜奏凯，第一次出兵，走了数十里，不见敌人踪迹，只得引回；第二三次，也是这般；直到五次，依旧不见一人。李永芳毫无信息，蒙古兵也没有到来，王化贞就这样安安稳稳的过了一年。
明天启二年、后金天命七年（1622年）正月，员外郎徐大化弹劾熊廷弼大言欺世，嫉能妒功，不罢免他必将有害于辽地战事。他的奏章一并被发给各部，张鹤鸣于是召集大臣们讨论。说把熊廷弼撤职的有几个人，其余大多主张让二人各尽其职，共谋成功。刚好此时后金军逼近西平，就停止了争议，仍然兼用他们两人，责令他们共同努力，功罪一体。
明朝坚守广宁的军事部署分三道防线：一借助辽河拉筑第一道防线；二借广宁城外围的西平堡，镇武堡，镇宁堡等构防第二道防线；三则以广宁的城防，做为第三道防线。
努尔哈亲赤率领六万大军出其不意，西渡辽河，兵锋直指广宁城外围的西平堡。守堡副将罗一贯飞报王化贞，西平之围吃紧。
王化贞相信中军孙得功的计策，发动了广宁的全部兵力，遣孙得功、参将祖大寿与总兵祁秉忠会合，带兵往援西平堡。熊廷弼也传令刘渠拔营赴援，四将会师前进，到平阳桥，闻报西平堡失守，副将罗一贯阵亡。
孙得功欲撤军速回广宁，刘渠、祁秉忠二人，却是血性男儿，且欲进军收复西平堡，孙得功只能勉强相随，陆续过桥。不数里，见前面烟尘大起，后金军已疾驰而至。刘渠、祁秉忠等，忙率兵迎敌，孙得功却按兵不动。刘、祁二将，正与后金军厮杀，敌军中万矢齐发，伤了明军数百名。明军持盾蔽矢，忽听后面大喝道：“兵已败了，为何不逃？难道兄弟们不要性命吗？”
这喝声一起，人人惊惶，明军霎时间奔走逃命，刘渠、祁秉忠舍命遮拦，已然无用，眼见兵残力竭，只能以死报国。刘渠、祁秉忠、参将黑云鹤、游击李茂春、张明先等相继战死，祖大寿逃往觉华岛，这大喝之人正是孙得功，大喝之后孙得功和参将鲍承先早已逃之夭夭，至此明军全军覆没。
熊廷弼当时已离开右屯，驻军闾阳。参议邢慎言劝他紧急救援广宁，却被佥事韩初命阻挠，于是熊廷弼撤退了回来，当时后金军在沙岭停下来不再向前。
孙得功本是王化贞心腹，而孙得功已偷偷地投降了后金，他想活捉王化贞作为自己的功劳，他逃回后就诈称后金军已到城边，居民闻信惊惶，人各奔逃，参政高邦佐阻挡不住。
王化贞尚全然不知，正关起门办理军书，参将江朝栋推门闯进，王化贞欲大声训斥。江朝栋大声喊道：“事急矣，请公速行！”
王化贞仓皇失措，也不知发生了什么事，江朝栋就搀扶他出来骑马逃走，后边两个仆人徒步跟着，于是丢了广宁城，仓惶逃命。直到了大凌河，见有一支人马疾驱前来，为首的一员大帅，威风凛凛，正是辽东经略熊廷弼，王化贞到此，方稍觉清楚，仔细一想，惭愧了不得，顿时下马大哭。
熊廷弼笑道：“六万精兵一举荡平，今却如何？”王化贞闻了此言，益发号啕不止。哭罢建议驻守宁远和前屯。熊廷弼道：“迟了。”语未毕，探马来报，孙得功已将广宁献与后金。
熊廷弼急令王化贞尽焚关外积聚，护难民十万人进山海关。于正月二十六日，熊廷弼和韩初命一起护送难民入得关来，王化贞、高出、胡嘉栋也先后入关，只有高邦佐自杀而死。
败报达明京，给事中侯震旸、少卿冯从吾、董应举等，奏请并逮熊廷弼、王化贞以伸国法。熹宗也不明功罪，即日降旨，将化贞、廷弼拿交刑部下狱。天启五年（1625年）八月，熊廷弼以“失陷广宁罪”遭处死弃市，传首九边。魏忠贤虽对王化贞百般袒护，但由于罪行确凿，迟至崇祯五年（1632年）处死。
努尔哈赤占领广宁后，并接连攻陷义州、平阳桥、西兴堡、锦州、铁场、大凌河、锦安、右屯卫、团山、镇宁、镇远、镇安、镇静、镇边、大清堡、大康堡、镇武堡、壮镇堡、闾阳驿、十三山驿、小凌河、松山、杏山、牵马岭、戚家堡、正安、锦昌、中安、镇彝、大静、大宁、大平、大安、大定、大茂、大胜、大镇、大福、大兴、盘山驿、鄂拓堡、白土厂、塔山堡、中安堡、双台堡等40余座城堡。努尔哈赤下令把辽河以西的百姓，驱赶到辽河以东尽行屠戳，惨绝人寰。
此后明朝丧失了整个辽东，明朝向来将辽东比作京师左臂，广宁一失，左臂彻底被斩断，明在辽东的统治基本结束，大明江山已不再是一个完整之躯。