十月二十八日一早，朱由校下旨广布天下：“北直隶进入战争状态，任命满桂为‘北直隶总督’加‘征北大将军’，全权指挥反击建奴作战。”
其实早在九月中旬收到西厂的密报，朱由校就已经下令由满桂作为征北大将军指挥此次作战。
朱由校对满桂、秦良玉、赵率教、洪承畴、孙承宗、李邦华等主要将领明确下达了本次作战的战略目标为“尽量歼灭建奴有生力量”。
满桂制定了详尽的作战计划，并已经秘密做好了战斗准备。
二十八日当天，满桂下令作战开始。
京营方面：
秦良玉率五军营一师、二师进驻顺义县，曹文耀、吴天作率四师进驻通州城并督通州卫，尤世威、尤世禄率五师进驻香河县，秦拱明、秦祚明率三师留守京师；
赵率教率三千营一师、三师埋伏在通州西北侧，黄得功率二师协助秦良玉防守顺义，孙应元、刘廷杰率四师、五师协助尤世威、尤世禄防守香河县；
洪承畴率神机营屯驻通州城外河岸边，与曹文耀协防通州城。
宣大军方面：
李邦华亲自坐镇昌平州；茅元仪率宣大军一师、二师进驻密云县；黄公辅率三师、四师进驻怀柔县；王来聘、朱可贞率五师、六师驻扎昌平州东郊作为策应。
上直军方面：
满桂亲自率领三师、四师、五师出宝坻县进入玉田县南郊；命姚万宪、陈廷对率一师、二师驻守宝坻县。
皇太极攻取马兰峪后，满蒙联军合约十八万人尽数扣关进入关内。
十二月三十日，皇太极兵分三路，自己亲率中军进攻遵化县城，阿济格、阿巴泰率左翼进攻永平府，济尔哈朗、阿敏率右翼进军蓟州一带。
十一月一日，皇太极先是写信劝降城中守军，见没有回应，便休整队伍，制造云梯盾牌等攻城用具，从四面八方围攻遵化县城。遵化卫在增援马兰峪的战斗中损失殆尽，顺天巡抚王元雅率遵化卫残部，并号召招募城中百姓，凭借坚城高墙抗击建奴。
皇太极亲自指挥大军于城外列阵，八旗建奴压阵，蒙古军为侧翼，八旗汉军、八旗蒙军为前锋扛着飞梯、竖起云梯、推着冲车，呐喊着前进攻城。
遵化城高三丈五尺，八旗军中只有一部分云梯足够高。奈何遵化城中兵力不足，无法完全守卫所有城墙。八旗军的先登队伍登上城头，拼死压制明军士卒的反击，成功掩护后续队伍登城。随后建奴占领城头，击溃守军，冲下城墙打开城门。
王元雅见大势已去，于城楼上自缢殉国。
十一月三日，皇太极进入遵化城后为泄愤，下令洗劫屠城，遵化城中除部分投降的人外大部分都被杀害。
同一日，蓟州守备刘策闻讯率蓟州卫驰援遵化，在遵化县以西四十里的石门镇与济尔哈朗、阿敏所部遭遇。明军在野战中完全不是建奴对手，蓟州卫迅速溃败，部分士卒投降，刘策被生擒，为八旗汉军所杀。蓟州卫余部逃回蓟州城。
十一月四日，阿济格、阿巴泰率军进攻迁安县城。虽兵力悬殊、寡不敌众，但迁安县守将张士显仍率所部据城死战。张士显在战斗中被流矢击中，重伤不治而死，部下随即投降，迁安县城陷落。
十一月五日，阿济格、阿巴泰率军到达永平府治卢龙县城下。永平知府武大烈身穿甲胄，手执三尺剑，身先士卒率全城军民登城防守。
阿巴泰派一名八旗汉军到城下劝降，武大烈怒火冲天，在城上历数建奴罪状、大骂汉奸走狗不止，并用弓弩将来人射杀。阿巴泰大怒，亲自率军攻城，双方爆发激烈攻守战斗。
当天，阿济格在卢龙县城东郊设伏，击溃自抚宁县来援的抚宁卫。入夜后趁夜率军渡河突袭滦州，滦州塞垣颓落、军伍废弛，几乎就是不设防的状态，阿济格不费一兵一卒就拿下滦州。六日一早，受命协防的开平中屯卫姗姗来迟，卫所明军毫无战斗力可言，阿济格率部出城一波冲锋就击溃了对方，迫使明军士卒求饶投降。
六日下午，卢龙县城救援尽数断绝。武大烈命城中百姓放下武器投降，自己率不愿投降的残余守军打开城门向建奴发起绝命冲锋，武大烈及一百六十七名永平卫将士全部壮烈殉国。
七日，济尔哈朗、阿敏率部将蓟州城围困。顺天知府梁志仁收拢了蓟州卫残部，募集城中青壮，号召全城百姓，誓死守城。
十一月八日，皇太极率部西进与右翼军会合于蓟州城下。皇太极用强弓向城内抛射入大量汉文书信，劝解城内居民主动投降，否则城破之日必然屠城。
梁志仁命人收集书信，当着全城军民面焚毁，并歃血鸣誓：“如果建奴攻破蓟州城池，我不惜粉身碎骨也定然战斗到最后，宁可战死，绝不投降！建奴要踏入蓟州城一步，必先踏过我的尸首！”蓟州军民士气大振、众志成城，无论男女老幼妇孺全都为守城尽心尽力。
皇太极将之前缴获的所有火炮和攻城器械运到蓟州城下，全力攻城。梁志仁亲自站在城楼上擂鼓助威，激励士卒，死战不退。建奴昼夜不停连续攻打了两天两夜，喊杀声也嘶鸣了两天两夜，但城楼上的鼓声也一直响彻了两天两夜，中途一直未曾断绝。
十一月九日夜晚，皇太极嗅着空气中浓重的血腥味，看着蓟州城下层层叠叠的尸体，虽然那些绝大部分是八旗汉军、八旗蒙军和蒙古诸部人马的尸体，但他的心中也是一阵阵刺痛。
范文程在皇太极身后低声道：“大汗，我们时间宝贵，不能再在这蓟州城下耗下去了。”
蒙古科尔沁部的土谢图汗看着城垣底下一大堆自己部族同胞的尸体，更是无比心痛，听见范文程的劝说，马上附和道：“是啊汗王，时间紧急，不要在这里消耗我们的勇士了。”
多铎也道：“汗王，这么多日都未曾见到明军主力，恐怕此刻明廷正在调动各处士卒集结兵力。兵贵神速，应趁他们准备未完、立足未稳，发挥我大金骑兵优势，速战速决！”
皇太极沉默着思索了一阵，扬鞭指着蓟州城头，恨声道：“本汗将来破城之日，就是你蓟州全城祭天之时！”
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