德国陆军元帅冯·施利芬说：“如果不把部队分隔开就不能防御这个地区的话，最好坚决放弃这个地区。”
萨尔浒之战三个月后，努尔哈赤对开原发动了进攻。而此时开原的防守却十分松懈，主官韩原善不在开原，推官郑之范看名字是个政治犯，但其实这厮是个贪污犯，他“赃私巨万，天日为昏”，将领马林是戴罪之身，他在萨尔浒之战逃跑，朝廷正在追查此事，他根本没心思守城。底下的官兵几个月领不到军饷，把总朱梦祥到开原领钱粮，一个月都领不到，各军士兵于是把衣服卖了换钱买吃的。马没有草料，士兵没有饭吃就杀马充饥。士兵武器奇缺，有的拿着一根木头棍子，这样的军队战斗力可想而知。
努尔哈赤直抵开原城下，马林慌忙登城守卫。后金八旗军一面在西南北三面攻城，布战车，树云梯，鱼贯而上，杀得城上守军溃散，一面在东门布重兵，进行血战。由于后金内应在城内开门，后金军冲入城内，郑之范仓皇逃窜，后因战败被捕，死于狱中。马林在激战中阵亡。城破后努尔哈赤在开原杀七万人。
据朝鲜《李朝实录》记载：“开原城中最多节义之人，兵才及城，人争缢死，屋无虚梁，木无空枝，至有一家全节，五六岁儿亦有缢死者。”
努尔哈赤拿下开原后，与开原互为犄角的铁岭就成了下一个目标。那么努尔哈赤的对手，铁岭守将李如桢是个什么样的人呢？有一次在北京，他喝多了后放枪放炮玩闹，声音惊动大内，因为他是李成梁的儿子，所以一个处分就过去了。这种人守铁岭能有什么好结果？这还不是最可悲的，最可悲的是李如桢此时压根儿就不在铁岭，他躲在沈阳，此时的铁岭根本没有守将。努尔哈赤的胜利已成定局，他率后金军猛攻铁岭，明军用火炮和矢石给了后金很大杀伤，此时被后金策反成功的参将丁碧打开城门，后金军蜂拥而入，铁岭失守，明军殉国四千人。
开铁之战战败后，万历皇帝任命熊廷弼为兵部右侍郎兼右佥都御史，经略辽东。熊廷弼文武双全，能在骑马时拈弓搭箭左右开弓，他来到辽阳后，辽阳已半是空城，一些官绅都已离去，道员和将领也备下快马欲逃，人心惶惶。熊廷弼果断地采取了一系列措施：
一，以将自己家眷送走、动摇人心的罪名，逮捕了知州李尚皓。
二，斩逃将刘遇节、王捷、王文鼎，震慑欲逃者。
三，公开祭奠开原、铁岭战斗中的殉难者，激励士气，从而初步安定了民心，稳定了军队。
但辽东形势并不令人乐观，熊廷弼在给万历的奏折中说：“现在辽东有四种兵，一种是残兵，身无片甲，手无寸械，在部队里空耗饷银，装死扮活，就是不肯出战。第二种叫额兵，开原这一道兵全额已经亡了。第三种叫募兵，都是临时招募的无赖之徒，这帮人打仗还能靠得住？刚听到警报就能跑一半。第四种叫援兵，也就是别的地方来援助的，谁肯把好的兵来援助，因此来的都是次品。现在的一万多匹马，大多是瘦弱的马匹，这是因为许多士兵故意少给马草料，设法把马弄死，这样他们就可以当步兵了，以免出战。现在士兵所拿的弓都是断了弦的，箭镞嘛，更应该叫箭，因为已经没有镞了，刀都缺一块或很钝，枪的枪头都秃了……各部队闻风而逃，望阵而逃，惧战而逃，各营逃跑的每天都有上百人。”（《熊襄愍公集》）
更可怕的是，由于长期欠饷，许多士兵居然靠卖弹药库里的火药来谋生，“自辽阳至镇江，其间许多镇堡，官上火药暗里偷出，或五六百斤或千余斤……数年以来，辽阳一带火药，尽皆见失。镇堡之官，亦不时点检，徒闭虚库”。
此时真可谓形势危急，困难重重。
面对这种形势，熊廷弼认为，从当前形势出发，漫谈收复失地、剿灭后金显然过于草率，不如以固守为稳着，挡住后金的进攻势头，步步为营，渐进渐逼，以守为攻。万历皇帝批复熊廷弼说：“卿审度贼势，分布战守方略，颇合机宜。防守既固，徐图恢复进剿，尤是万全之策。”
熊廷弼适当收缩兵力，并守沈阳的绝大部兵力于辽阳，犒劳军士，准备干粮、行具，佯示进兵。努尔哈赤果然疑虑，没有立即进攻辽阳。熊廷弼抓紧时间，加强辽阳城防。在城外掘壕三道，每道阔三丈，深二丈，中灌河水，阻敌前进。在此基础之上，熊廷弼进一步采取措施。他与总兵贺世贤率精兵一千，踏着冰雪，突然出现在已被努尔哈赤占领了的抚顺关，大张旗鼓，坐在马上，挥舞着马鞭指点地形，他说：“这可以扎营，那可以设伏，那可以打仗。”故意让后金间谍知道，然后取道而回。努尔哈赤以为熊廷弼要袭击他，随后砍树堵山口，运石整修关隘、山城。熊廷弼趁着努尔哈赤瞎忙活的时候，大修辽阳城，辽阳防卫空前加强。随后，熊廷弼进一步加大防御纵深。
熊廷弼提出了对努尔哈赤实行“坐困转蹙”的战略设想。即把自己的军队分成四路，分别置于叆阳、清河、抚顺、柴河，每路三万人，各路相互策应，敌人小股来犯，就自己解决，大军压境，就互相支持。各路组织机动部队，消灭零星扰边小分队。在农忙季节，各路实行迭进互扰的战法，使后金不得耕种，陷入困境，然后相机或四路同时，或三路牵制一路主攻。到泰昌元年（1620年）九月，熊廷弼已集结兵力十三万，重二百斤以上的大炮数百门，七八十斤的三千余门，百子炮以千计，战车四千二百余辆，铁箭、火箭四十二万余支，准备于冬季率军去抚顺关显示威力，第二年春天，熊廷弼自率大军驻抚顺，逐渐进逼。
熊廷弼的守辽部署是非常正确的，而英明的万历皇帝更是对熊廷弼坚决支持，熊廷弼此人性情刚直，看见不好的官员就喜欢骂街，因此在朝廷的文官中人缘相当不好，言官们几乎把他当成眼中钉、肉中刺，攻击诋毁诽谤从来就没有停止过，几次逼熊廷弼辞职。万历则毫不犹豫地支持熊廷弼，不理那些罪恶的家伙，他说：“辽事败坏，皆地方官玩曷所致，熊廷弼一意振刷，恢复封疆，朕深切依赖。今夷情甚急，岂经略释肩之时，自弃前功！着益殚忠任事，与诸臣协心共济，毋为人言所阻。”专制社会帝王很少能说对自己的大臣“深切依赖”的，但万历就能说对熊廷弼“深切依赖”，一方面可见万历皇帝对熊廷弼的信任，另一方面，也可见万历是个真性情的皇帝。此时万历与熊廷弼的关系，已经不只是君臣关系，而是有一定朋友关系了。