皇太极倾全国之力，带领10万的援军分别驻扎在王宝山、壮镇台、寨儿山、长岭山、刘喜屯，就地挖壕，紧紧包围明军于松山一带。皇太极登山观察，见明援军后阵颇弱，且首尾不相顾，遂决定断明军粮道，掘壕筑垣围困。迅即将大军部署于松山与杏山之间，切断两城间的通道。皇太极秘令阿济格突袭塔山，趁潮落时夺取明军屯积在笔架山的粮草十二堆。明军没有了伙食供应，召开军事会议商定到宁远吃饭、住个宿，行动时间在第二天早上分成两路突围南逃。
结果，各路总兵各唱各的调，纷纷逃窜，缺乏统一军事行动。大同总兵王朴开完会到了自己部队后直接趁着夜色突围逃跑，率先逃跑，他也为自己的行为付出了生命的代价。这就带来恐慌，八个总兵各自为政，四散逃走，当然这里也要表扬一下总兵吴三桂跑得也很快，与兔子不分上下，要不然就没有以后的历史故事。就这样八个总兵没有统一行动，相互逃窜，自相残杀死了不少人。最终吴三桂、王朴等逃入杏山，遇清伏兵于高桥，其众被歼，二人仅以身免，逃回宁远。总兵马科、李辅明等奔入塔山。监军张若麒打仗不行，准备后路很充分，备好大船，深夜乘船从海上逃生。丢下了个洪承畴，兵力太弱，只有他自己嫡系部队按照计划第二天突围，结果成为瓮中之鳖，几次突围都没跑掉，被围堵在松山城，随着时间的推移，最终松山城内没有吃得了，饿得要命，逼迫人总向了另外一条路——叛变。松山副将夏承德作了可耻的叛徒，派出心腹家将与清军秘密接触几次，里应外合，准备献出松山城。
公元1642年也就是崇德七年（崇祯十五年）二月十八日，在内外力量夹击下，明军主力遭受重创，总兵邱民仰、王廷臣、曹变蛟被杀，洪承畴、祖大乐兵败被俘至沈阳。同时带来一连串后果，三月八日，祖大寿第二次归降清朝，率部献城归降，清军占领锦州。四月二十二日，清军用红衣大炮轰毁杏山城垣，副将吕品奇率部不战而降，松山、锦州、杏山三城尽没，至此松锦大战结束。共计约6万明军被杀死，马匹粮草损失不计其数，获马七千四百四十匹，甲胄九千三百四十六件。松锦大战标著着明朝在辽东防御体系的完全崩溃，明朝在辽东的最后防线仅剩下山海关的吴三桂部。
但是，援兵始终没有到来。明朝派不出援兵，固然由于松山新败之后，明朝损失巨大，仅兵马器械损失就达十分之七；更重要的是，明朝腐败已极。朝臣不顾国家安危，只是应付公文，不办实事。洪承畴等前线指战员急也罢，崇祯帝急也罢，个别朝臣急也罢，都无济于事。堂堂兵部，到后来干脆准备放弃松山、锦州了。困守松山城中的洪承畴，曾组织力量突围，先后几次都没有成功，实在是兵力不足。洪承畴见援兵无望，突围不成，就只好闭城紧守，其实是毫无办法的情况下，束手待毙而已，决心以身殉国。大势已至此，城中军心也难稳定，松山副将夏承德暗中降清，约定于二月十八日夜配合清军攻城。看来洪承畴的耳目不行，没有特务组织看着各个将领，导致二月十九日清晨，夏承德率部众捉住洪承畴和诸将领，献与清军。清军毫不费力地就攻入松山，得到了洪承畴和明朝很多国家级高级将领。
抓到洪承畴的时候，皇太极已返回沈阳。他得知消息，欣喜若狂，立即下令，将洪承畴、祖大乐解往沈阳；其余坚持抵抗的丘民仰、曹变蛟、王廷臣及其亲兵卫队500多人，连同所部士兵4000多人悉数处斩，只有叛将夏承德的部下和家属获免。费了九牛二虎之力占领松山的清军恼羞成怒，将松山城夷为平地，经营多年的松山城至此画上句号。从这一点看，皇太极只对洪承畴和祖大乐有兴趣，为招抚祖大寿，就将祖大乐也押送沈阳，没有就地诛杀。
将在外军令有所不受，洪承畴的失败，正式因为听信了皇帝、国防部的意见。纵观整个蓟辽总督历史，就是将领之间互相拆台，或中央权臣从中作梗，而导致兵败的历史，可以说谁呆在蓟辽总督位置上，就像呆在火山口上一样，表面风光，其实如坐针毡，痛苦无比。洪承畴援救锦州形势本已吃紧，由于清军倾巢出动，明军很难抵挡。洪承畴主张以守为战，可以把清军拖疲，甚至拖垮。但明朝兵部一再催战，正中了清军的计谋。明军以己之所短击清军之所长，自然是要失败的。而且，由于明军和清军交战，屡战屡败，士气涣散，战斗力远不如清军；加之由于权臣的干预，号令不一，造成部将不听指挥的现象，洪承畴指挥不灵，是导致松山战役一开始就全线崩溃的原因。当然洪承畴在兵力部署上也有缺陷，把十三万援兵集中一处，首尾没有呼应，容易被清军包围，甚至当清军挖壕围攻之时还没有察觉到，这是军事部署上的一次失算。但是，这一有严重缺陷的兵力部署，是违背他历来作战方略的，是在被迫的情况下采取的临时措施，自然就容易失误。
分析起来，造成这一失误的根本原因，还是明廷政治极端腐败，崇祯帝又性多疑忌，用人不专。既然用重臣洪承畴援辽，一切军事部署就应当以洪承畴的策划为用。而崇祯帝却听信并不了解前线情况的兵部尚书陈新甲的意见，下诏要洪承畴速战，陈新甲更是多次驰书催战。当然洪承畴统战工作没有干好，没有多找领导汇报工作，特别是崇祯皇帝、兵部尚书陈新甲等人，导致领导们偏信“原属刑曹，本不知兵”的辽东监军张若麒轻敌冒进之言，一味催战。加上洪承畴求生的本能，个人荣辱得失的算计，虽然精通兵家权谋，由于考虑到个人的得失安危，所以屈从于陈新甲、张若麒等人的权势。当“陈新甲趣之，未免轻进以顿师”时，他就孤军深入；当“张若麒惑之，倏焉退师以就饷”时，他就率军南逃。因此，洪承畴在指挥作战上，表现出犹豫和动摇，这就必然导致明军失败。
一个部队，两个指挥中心，这就是所有明朝军队的怪胎，体制性因素，这种体制设计，主要是防止将领拥兵自重，篡权夺位，和平时期可以，战争阶段必须集权，才能有战斗力，才能有杀伤力。不幸的是监军张若麒，在前线和洪承畴意见不合，不断给洪承畴出难题，多次催战。蓟辽总督洪承畴根据关外兵力和锦州守将祖大寿“逼以车营，毋轻战”的意见，主张且战且守，步步为营，逐步向前推进以解锦州之围。而监军张若麒却反对，“振臂奋袂，扶兵之势，收督臣之权，纵心指挥”，于是明军“但知有张兵部，不知有洪都督，而督臣始无可为矣”。总督和监军两者互相掣肘，明军不知所从。这样一个指挥系统，洪承畴很难按照自己的意愿发挥作用。因此，洪承畴的松山之败被俘，并不仅是洪承畴的“失计”，而是明朝政治体制性原因的的结果，败是正常的，不败是不可能的。
松山、锦州、塔山、杏山四城失陷，祖大寿举城投降，辽东全境失陷。崇祯帝大怒，只有痛杀大臣草草收场，第一个逃跑的王朴以“首逃”之罪被逮捕，终于没有摆脱非正常死亡的命运被处死。吴三桂因为上下活动，加上不是第一逃跑者，俗话说枪打出头鸟，王朴成为了典型反面教材，崇祯皇帝、满朝大臣都有了个交代，吴三桂、李辅明、白广恩、唐通等仅仅受到降职处分了事，继续镇守宁远。当然监军张若麒也为自己的错误行为付出代价，被处以死刑。松锦大战标榜着明朝在辽东防御体系的完全崩溃，明朝在辽东的最后防线仅剩下山海关的吴三桂部。