努尔哈赤实施“速取开铁，进逼辽沈”方略，率四万八旗精兵，昼伏夜行，奇袭明、蒙、满物资集散地与战略要冲开原。他们五个夜晚驰驱三百里，于十六日凌晨突袭攻城，中午时分，开原城陷。总兵、副将、参将、守备等全部阵亡，八千守军中五千战死，其余三千人成为战俘，被努尔哈赤下令全部杀死。三日内，开原所属城堡尽数失陷。
败报于六月二十一日传至北京，二十二日，万历皇帝下诏任命熊廷弼为兵部右侍郎兼右佥都御史，经略辽东。经略一职，又称督师，始设于万历年间，其地位、权力高于总督与巡抚，是执行国家级战略任务的超级方面大员，全部由文人担任。七月七日，熊廷弼带着皇帝赐给的尚方宝剑，“独赴艰危”，奔向辽东。
熊廷弼出关后，面临异常险恶的局势。他以霹雳手段斩杀临阵脱逃与克扣军饷的将领，弹劾不称职的边关大吏，招抚流移，力图重振民心士气。在几个月中，他也的确做到了这一点。此时，熊廷弼在辽沈一线苦心经营，构筑起了相当坚强的防御体系。他希望站稳脚跟，再图进取。然而，北京城中发生的剧变，使他一年多的呕心沥血全部化为泡影。
当时，大明帝国朝堂之上，党争激烈。叫得上名目的就有山东人为首的“齐党”，浙江人为首的“浙党”，湖北人为首的“楚党”，还有一个大名鼎鼎的“东林党”。这些党派，今日联手，明天反目，党同伐异，纵横捭阖。朝中大权基本掌握在东林党人手中，史称“众正盈朝”，意思是朝堂之上满是正人君子。他们特别讨厌熊廷弼，列举了熊廷弼的无谋八罪、欺君三罪，认为不罢熊廷弼的官，“辽东大事必不可保”。熊廷弼眼花缭乱，只好三次上书，请求因病辞职。他心情郁闷而沉痛，说道：“辽东转危为安，臣也就该由生到死了。”最后，主要由东林官员组成的专议此案的联席会议，建议天启皇帝朱由校同意熊廷弼去职。
九月二十一日，天启皇帝朱由校登极后的第十五天，正式下令罢免熊廷弼辽东经略一职，熊廷弼交回尚方宝剑，“听候处分”。努尔哈赤一年多按兵不动，等的就是这一天。果然，新任大明辽东经略袁应泰一到任，就将熊廷弼一年多的心血“多所更易”大部分废止，然后雄心勃勃地准备兵分三路，收复失地。努尔哈赤没等他把部队组织好，便率大军悄悄开到了沈阳城下。经两日激战，沈阳陷落，号称辽东用兵以来的“第一血战”。