天啟元年三月十三日，后金攻陷沈陽(yáng)，尤世功、賀世賢部覆沒(méi)，之后渾河血戰(zhàn)陳策、童仲揆部精銳亦覆沒(méi)。沈陽(yáng)丟失遼陽(yáng)門(mén)戶大開(kāi)，而此時(shí)遼陽(yáng)城中兵只剩不到萬(wàn)人，情急之下袁應(yīng)泰棄守奉集堡、虎皮驛等地，調(diào)朱萬(wàn)良、姜弼等部匯合于遼陽(yáng)補(bǔ)充兵力。
三月十八日，努爾哈赤率八旗兵與沈陽(yáng)降軍攜帶城中火器進(jìn)發(fā)遼陽(yáng)并于十里河駐扎，十九日午時(shí)開(kāi)始橫渡太子河抵達(dá)遼陽(yáng)城外。此時(shí)袁應(yīng)泰也做出相應(yīng)部署，跟沈陽(yáng)一樣，他沒(méi)有選擇憑城固守，而是調(diào)集城內(nèi)候世祿部、李秉誠(chéng)部、梁仲善部、姜弼部、朱萬(wàn)良部和參將周世祿部所有機(jī)動(dòng)戰(zhàn)兵出城列陣野戰(zhàn)，他自己親率明軍出戰(zhàn)，另派巡按張銓在城墻上指揮守軍配合。
努爾哈赤見(jiàn)明軍出西門(mén)列陣對(duì)戰(zhàn)，努爾哈赤先派兩黃旗進(jìn)攻明軍，雙方對(duì)沖兩次，后金黃旗兵不敵敗走，明軍大眾追殺。
但是努爾哈赤并不慌亂，其余各旗士兵也沒(méi)有絲毫影響動(dòng)搖，并很快在努爾哈赤的指揮下做出反應(yīng)，白旗、紅旗、藍(lán)旗后金兵避開(kāi)黃旗方向整隊(duì)前進(jìn)，在靠近明軍后并沒(méi)有進(jìn)行攻擊，而是各派一路火銃兵在前對(duì)著追殺而來(lái)的明軍進(jìn)行齊射，明軍在火器打擊下攻勢(shì)被遏制，各旗后金兵卻趁勢(shì)沖鋒整隊(duì)攻入明軍陣列，明軍大敗退回城墻處。
后金兵乘勝進(jìn)攻小西門(mén)，明軍城外城上兵齊發(fā)火器藥箭拒守，后金兵攻城失敗退走，之后袁應(yīng)泰留下一部分士兵防守西門(mén)外壕溝，率領(lǐng)其余明軍入城，努爾哈赤將八旗兵在東、西、北三面設(shè)置四個(gè)營(yíng)寨將遼陽(yáng)包圍。
三月二十日卯時(shí)，努爾哈赤再次攻城，命令左翼四旗兵進(jìn)攻西門(mén)城壕與出水口，右翼四旗兵攜帶盾車(chē)進(jìn)攻東門(mén)堵塞入水口。
袁應(yīng)泰鑒于十九日明軍出城與城上守軍配合擊退后金的戰(zhàn)術(shù)取得成功，于是這次故技重施，再次派明軍出東門(mén)列陣分槍炮三層與努爾哈赤右翼四旗兵對(duì)戰(zhàn)，并且派出自己招募的“虎威軍”家丁助戰(zhàn)，結(jié)果這些人剛一接戰(zhàn)就丟下步兵潰逃，被賣(mài)的明軍步兵在這種后方奔潰的情況下卻表現(xiàn)出了一些堅(jiān)韌，繼續(xù)維持陣列接戰(zhàn)。
后金四旗兵從容列陣，一邊投射一邊前進(jìn)，隨后努爾哈赤派沈陽(yáng)降軍移動(dòng)炮車(chē)過(guò)河到東山上設(shè)立火炮陣地，對(duì)著明軍步兵一陣猛轟，明軍紛紛逃散。
出城明軍潰敗后，后金左右翼八旗兵猛攻東西兩面，西門(mén)四旗兵被明軍用火箭燒退，無(wú)奈之下報(bào)告努爾哈赤請(qǐng)求更改軍令為奪橋被應(yīng)允。
這一行動(dòng)很快奏效，后金兵成功奪取西門(mén)橋而入，隨后分兵兩部分別攻城并進(jìn)攻留守在壕溝內(nèi)的明軍。西門(mén)壕溝內(nèi)的明軍依靠彎曲通道或明或暗與后金兵搏斗，城上明軍也發(fā)射火炮火銃進(jìn)行支援。后金兵反而陷入的多重打擊之中，于是左翼四旗兵放棄奪取壕溝，將重點(diǎn)放在了進(jìn)攻西門(mén)上，于是將云梯攻車(chē)等戰(zhàn)具運(yùn)來(lái)登城。
西門(mén)守軍奮力據(jù)守。火器連發(fā)不絕，然而戰(zhàn)況激烈之下出了一個(gè)很大的岔子，西門(mén)火藥不知道什么原因被意外點(diǎn)燃，城上引起連環(huán)爆炸，守城川兵大多被炸死，敵臺(tái)、窩鋪、城樓也被大火焚燒，不久后火勢(shì)又蔓延到城內(nèi)房屋，一發(fā)不可收拾。
袁應(yīng)泰見(jiàn)事態(tài)緊急，慌忙連發(fā)紅旗令箭催調(diào)各監(jiān)軍道組織城外各營(yíng)兵救援西門(mén)。監(jiān)軍牛維曜騎馬從小南門(mén)出城趕往東門(mén)，結(jié)果路上被刀箭重傷墜入護(hù)城河中，還好隨從及時(shí)把他撈了出來(lái)才沒(méi)被淹死。牛維曜帶傷突破重圍趕到東門(mén)，結(jié)果四顧之下發(fā)現(xiàn)城外明軍早就陷入混戰(zhàn)當(dāng)中，各營(yíng)兵或死或潰，根本組織不起來(lái)，此時(shí)城內(nèi)也已經(jīng)大火熊熊內(nèi)應(yīng)亂起高呼遼陽(yáng)已陷，無(wú)奈之下和城外的明軍一起逃走被后金兵追殺六十多里到鞍山。
后金左翼四旗兵趁此機(jī)會(huì)成功登城西門(mén)，并順著城墻進(jìn)攻并于酉時(shí)占據(jù)了兩道城墻。
努爾哈赤的右翼四旗兵此時(shí)還在東門(mén)填壕溝，接到左翼的戰(zhàn)報(bào)后下令右翼兵停止進(jìn)攻東門(mén)，全部去西門(mén)登城支援，袁應(yīng)泰自殺，張銓退守衙署，明軍萬(wàn)余人與百姓數(shù)萬(wàn)突圍向著山海關(guān)逃去。
雖然遼陽(yáng)城破，抵抗卻并沒(méi)有停止。城內(nèi)沒(méi)有逃走的明軍持火執(zhí)杖與后金兵進(jìn)行了一夜的巷戰(zhàn)，二十一日天明后努爾哈赤將入城的后金兵集合起來(lái)整兵列盾與城內(nèi)明軍又進(jìn)行了一次大戰(zhàn)，并派城外后金兵登城支援進(jìn)攻城墻上據(jù)守的明軍殘兵，直到張銓被俘，這才徹底攻下了遼陽(yáng)。
努爾哈赤本想招降張銓，張銓曰：“我受我皇深恩厚祿為生，今若受爾養(yǎng)育而茍活之，則將遺臭后世。爾雖欲養(yǎng)之，但我不欲生而愿一死。養(yǎng)則爾名遐播，死則我名垂世?！逼涿虿还蛞?jiàn)。汗曰：“不戰(zhàn)而降，自宜優(yōu)待。
戰(zhàn)而被擒之人，若有不惜身命，而情愿一死者，恩養(yǎng)之何為？”努爾哈赤說(shuō)的挺光棍，就下令殺了張銓，皇太極還是有些想法，于是繼續(xù)招降張銓，并用宋徽宗、宋欽宗做例子：汗之子四貝勒，憐惜張銓而欲養(yǎng)之，乃引古昔之例曰：“昔爾趙徽宗、趙欽宗二帝，為我金汗所擒，亦曾屈膝叩見(jiàn)，故攜至我處，授之為王矣，爾何不屈耶？實(shí)我愿爾生之，故此勸諭?！?p> 張銓對(duì)曰：“對(duì)王爾之教言，我雖死不忘。爾之勸我，無(wú)非欲我生也。該徽宗、銓宗二帝，乃亂世之弱君耳，我斷不敢屈膝求生，辱我大皇帝之尊。
留我十日，尚可，過(guò)此，我即求一死。所謂養(yǎng)我，乃為后世之民眾也！前任各員，皆昏昧不悟，故人亡慘重。以我觀之，當(dāng)今之戰(zhàn)，復(fù)致傷生，戰(zhàn)而無(wú)益。我為使民眾免遭傷亡，而愿以我之令名，流傳於后世。我死，我之五子、妻、母俱可保全，若受爾養(yǎng)之，則我之親族后代皆將死穎！故我情愿一死。”於是賜縊張銓而葬之?！?p> 雖然遼陽(yáng)失陷，但此時(shí)在路上還有個(gè)叫張神武的人帶著援遼軍令往遼陽(yáng)而來(lái)。張神武帶著兩百四十名家丁出山海關(guān)入援遼陽(yáng)協(xié)助防守，沒(méi)想到的是形勢(shì)急轉(zhuǎn)而下，張神武剛到廣寧就接到遼陽(yáng)陷落的消息，袁應(yīng)泰也自焚而死。出兵任務(wù)已經(jīng)失敗，接下來(lái)何去何從呢？巡撫薛國(guó)用建議張神武就留在廣寧等待新的命令，張神武聽(tīng)后卻拒絕了他，薛國(guó)用很不理解問(wèn)他原因，張神武回答:“我接到的軍令是支援遼陽(yáng)協(xié)守，而不是駐防廣寧，因此我不能接受?！毖?guó)用更不理解了，問(wèn)道:“如今遼陽(yáng)已經(jīng)失守，你還怎么支援呢？”張神武答:“無(wú)城可援，唯有殺奴?！?p> 薛國(guó)用做出最后努力，勸告說(shuō):“區(qū)區(qū)二百人，如何才能殺敵？”張神武沉凝，答:“不能殺奴，則死之。”在廣寧告別巡撫后，張神武帶著家丁獨(dú)自趕往遼陽(yáng)，在路上碰到了遼沈逃難而來(lái)的十幾萬(wàn)軍民，張神武避開(kāi)難民找到亂兵主帥，想要說(shuō)動(dòng)一起前去遼陽(yáng)殺敵，他勸說(shuō):“遼沈逃難而來(lái)的流民加上敗兵足有十余萬(wàn)，如果將這些人組織起來(lái)何懼?jǐn)晨埽?p> 即便戰(zhàn)敗身死也會(huì)留下一個(gè)忠義的美名，總好過(guò)鼠竄偷生?！钡@些敗兵此時(shí)唯一想的只有逃生保命，根本不會(huì)在意張神武的激勵(lì)，拒絕之后繼續(xù)向西逃了。張神武看著逃命的敗兵，勒了勒馬韁，繼續(xù)帶著士兵渡河?xùn)|進(jìn)，一天之后，沒(méi)有攜帶任何糧草的張神武來(lái)到距離遼陽(yáng)僅十七里的首山。
而后金軍挾大勝之威，根本沒(méi)想到還會(huì)有明軍出現(xiàn)，張神武卻沒(méi)有給他們驚訝的機(jī)會(huì)，帶著二百四十名家丁從首山向著遼陽(yáng)一路沖突而來(lái)，后金軍倉(cāng)惶驚擾之下被明軍擊殺百十余人，乃至于驚動(dòng)本陣。但張神武的戎馬生涯也僅止于此了，后金軍經(jīng)過(guò)慌亂后迅速組織起來(lái)，將張神武合圍，至此，如他所說(shuō)，唯死而已。
不知道血戰(zhàn)幾時(shí)，冉紹登等十四名騎士突圍而出，張神武和其余二百多人則一同戰(zhàn)死沙場(chǎng)，遺體全部散落在遼陽(yáng)城外。監(jiān)軍御史方震孺接到張神武戰(zhàn)死的消息后，找人將給他畫(huà)了一幅像，并懸掛在軍營(yíng)之中，此后凡出兵必率領(lǐng)將士敬拜忠魂。九月，天啟皇帝追贈(zèng)張神武為都督同知，立祠廟祭祀，并蔭一子世襲正千戶職位。