努尔哈赤在攻破抚顺、清河之后，鉴于同明军交战路途遥远，需要在与明辽东都司交界处设一前进基地，以备牧马歇兵，于是在吉林崖（今辽宁抚顺市东）筑城屯兵，加强防御设施，派兵守卫，以扼明军西来之路。此时，当努尔哈赤探知明军行动后，认为明军南北二路道路险阻，路途遥远，不能即至，宜先败其中路之兵，于是决定采取“凭尔几路来，我只一路去”的集中兵力、逐路击破的作战方针，将10万兵力集结于都城附近，准备迎战。二月二十九日，后金军发现刘綎军先头部队自宽甸北上，西路杜松军已出抚顺关东进，但进展过速，孤立突出时，决定以原在赫图阿拉南驻防的500兵马迟滞刘綎，乘其他几路明军进展迟缓之机，集中八旗兵力，迎击杜松军。三月初一，杜松军突出冒进，已进至萨尔浒（今辽宁抚顺东大伙房水库附近），分兵为二，以主力驻萨尔浒附近，自率万人进攻吉林崖。努尔哈赤看到杜松军孤军深入，兵力分散，一面派兵增援吉林崖，一面亲率六旗兵4．5万人进攻萨尔浒的杜松军。次日，两军交战，将过中午，天色阴晦，咫尺难辨，杜松军点燃火炬照明以便进行炮击，后金军利用杜松军点燃的火炬，由暗击明，集矢而射，杀伤甚众。此时，努尔哈赤乘着大雾，越过堑壕，拔掉栅寨，攻占杜军营垒，杜军主力被击溃，伤亡甚众。后金驻吉林崖的守军在援军的配合下，也打败了进攻之敌，杜松阵亡。明西路军全军覆没。
明军主力被歼后，南北两路明军形孤势单，处境不利。是夜，马林军进至尚间崖（在萨尔浒东北），得知杜松军战败，不敢前进，将军队分驻三处就地防御。马林为保存实力，环营挖掘三层堑壕，将火器部队列于壕外，骑兵继后。又命部将潘宗颜、龚念遂各率万人，分屯大营数里之外，以成犄角之势，并环列战车以阻挡敌骑兵驰突。努尔哈赤在歼灭杜松军后，即将八旗主力转锋北上，迎击马林军。三月初三，后金军一部骑兵横冲龚念遂营阵，接着以步兵正面冲击，攻破明军车阵，击败龚军。后金主力进攻尚间崖后，马林率军迎战。后金以骑兵一部迂回到马军阵后，两面夹攻，大败马林军，夺占尚间崖。接着率兵击破潘宗颜部，北路明军大部被歼。
刘綎所率的南路军因山路崎岖，行动困难，未能按期进至赫图阿拉。因不知西路、北路已经失利，仍按原定计划向北开进。努尔哈赤击败马林军后，立即移兵南下，迎击刘军。为全歼刘军，努尔哈赤采取诱其速进，设伏聚歼的打法，事先以主力在阿布达里岗（赫图阿拉南）布置埋伏，另以少数士兵冒充明军，穿着明军衣甲，打着明军旗号，持着杜松令箭，诈称杜松军已迫近赫图阿拉，要刘綎速进。刘綎信以为真，立即下令轻装急进。三月五日，刘綎先头部队进至阿布达里岗时，遭到伏击，兵败身死。努尔哈赤乘胜击败其后续部队。
杨镐坐镇沈阳，掌握着一支机动兵力，对三路明军未作任何策应。及至杜松、马林两军战败后，才慌忙调李如柏军回师。李如柏军行动迟缓，仅至虎拦岗（在清河堡东）。当接到撤退命令时被后金哨探发现，后金哨探在山上鸣螺发出冲击信号，大声呼噪。李如柏军以为是后金主力发起进攻，惊恐溃逃，自相践踏，死伤1000余人。
萨尔浒之战，历时五天，以明军的失败、后金军的胜利而告结束。明军的失败，作战指挥方面的原因，一是对后金军的作战能力估计不足，情况不明，料敌不确，筹划不周，准备不充分，因而分进不仅未能达成合击，反遭各个击破。二是主力突出冒进，孤军深入，陷入重围，全军覆没，并使南北两路也陷入力单势孤的危境，为后金从容转移兵力，依次各个歼击造成了有利战机。三是杨镐掌握的机动部队置于辽阳，远离前线，既不能及时策应前队，也不能掩护败退。加上杨镐远处后方，对战况盲无所知，前线又无人统一指挥和协调各军行动，其失败是必然的。另外，明军作战意图事先泄露，使后金预有准备，也是失败的一个重要原因。反观努尔哈赤，在作战指挥上运用集中兵力各个击破的方针是十分成功的，首先，及时探明敌情，适时判明对方进攻的主次方向，正确决定首先反击对其威胁最大而又孤立突出的杜松军，形成对明军各路的中间突破。其次，善于集中使用兵力，除以一部扼守要点外，八旗主力始终集中使用于一个方向上，从而在总兵力处于劣势的情况下，能使每战形成局部优势，保证战斗的胜利。再次，能发挥其骑兵快速机动的特长，及时迅速转移兵力，既弥补了兵力不足，又使明
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