十一月二十日，守城不成的袁崇焕只好在北京城外摆开阵势，命满桂率兵五千守德胜门，而自己则在广渠门一代与皇太极展开血战。这一战从上午一直打到傍晚，始终不分胜负，袁崇焕本人带头冲锋陷阵，也是下了拼命的决心。将近天黑的时候，后金部队终于不支败退，而且一退就是十余里。袁崇焕则率领部队一直追杀到运河边上。在这场战役中，一向以劲旅自居的后金阿巴泰、阿济格、思格尔三部都被击溃，但袁崇焕本人也中箭受伤。
由于此战的失利，皇太极只好把部队驻扎在北京的外围，企图引诱明军出来决战。袁崇焕回京勤王时，因为军情紧急，所以只带了马军五千作为先头部队，其后又到了骑兵四千人，广渠门这场大战，袁崇焕部以九千人的骑兵抵挡十余万后金大军，胜得实在是侥幸至极，甚至于理不合，因此到后来袁崇焕下狱之后，还有人对这场战斗耿耿于怀，认为是袁和皇太极商量好的，端的是白痴到了家。
事实上，袁崇焕初战的胜利，主要是胜在军队的气势以及拼死的决心上，另外后金军本身对袁崇焕的部队也颇为忌惮，这也是失败的原因之一。不过不论怎样，这场胜利来得都是幸运至极，但这个战局所能起到的作用十分有限，最多也就是拖延一点时间。袁崇焕自己也明白，这一场胜仗虽然打得很爽，但是实际上却很不划算，一来让自己的部队伤了元气，二来也给了京城里的皇帝盲目进攻的信心，特别是第二个结果是袁崇焕最不愿意看到的。
得知军队在城外打了胜仗之后，朱由检感到非常欣慰，愈发觉得所谓后金铁骑也不过如此，于是继续催促袁崇焕与皇太极在城外展开集团决战。对于皇帝的急功近利的想法，袁崇焕自然是左右为难，打吧，自己就那么点人马，真要是摆好了架势，一天就会被人吃掉。不打吧，可开始时的第一仗自己又确实打赢了，所以老这样也说不过去。没办法，袁崇焕只好推说，估计自己的关宁步兵十二月初三、初四可到，一等大军到达，就可和清兵决战，打一场大大的胜仗。袁崇焕的这种说法和他之前的五年平辽有着异曲同工之处，就是基本都是空话，皇太极又不是傻子，不可能等袁崇焕把部队集合好了之后，再来决战。后金这次攻打北京，主要的目的还是掠夺，而并非一举摧毁大明政权。因此他不可能给袁崇焕组织优势兵力对决的机会。而由于多年以来都在辽东与皇太极斗智斗勇，袁崇焕自然也明白其中的道理，所以他的想法就是“坚壁清野”，派大军在城外坚守不战，派小股部队去截断和骚扰后金军的补给线，再派兵去占领长城各处要隘，尽量把皇太极装在一个大口袋里，慢慢折磨，等着他们自己崩溃。在这种思路之下，袁崇焕先是派尤世威部去守昌平的帝国陵寝，接着又派侯世禄部去守三河，以作为蓟州的后应，目的是牵制清军，乘机可截断皇太极的归路。
然而可惜的是，北京城里的皇帝、官员和老百姓却并不领袁崇焕的情，对于如何排兵布阵他们脑子也都是糨糊。在他们眼里，赶紧把后金军赶走，让他们恢复歌舞升平的生活才是第一位的，而至于城外的将士是死是活，他们并不关心。在这种情况下，有关袁崇焕消极抵抗的各种传言纷至沓来，传来传去，就连一向对袁崇焕信任有加的皇帝也开始怀疑自己的爱将是不是安了什么别的心肠。
十一月二十七日，后金部队退到南海子，沿途烧杀抢掠，企图激怒袁崇焕出来决战。但是袁崇焕就是纹丝不动，于是京城之中又开始有人说，这些建州鞑子本来就是袁崇焕请来的，目的是使皇帝不得不接受他一向所主张的议和策略。并且还有些老百姓在城头向城下的袁部骑兵抛掷石头，骂他们是汉奸兵，说袁崇焕是卖国贼。而这些传言自然又传到了皇帝的耳朵里。虽然朱由检本人对这种说法并不完全相信，但是袁崇焕这种纯粹防守的策略也让他大为恼怒，心中已经对袁起了杀心。
皇太极见袁崇焕死活就是不出来决战，又听闻北京城内流言四起，于是便设下了反间计。命令部下将被俘的太监杨春关在一间帐篷里，接着让两个将领在外边假装聊天，说袁崇焕和自己有秘密约定，要给后金国做内应，然后又找了个机会放跑杨春。杨春回到北京后，立即把听到的一切密告崇祯皇帝。朱由检本来就因为袁崇焕的防守策略，恨不得杀了他，如今一听杨春的汇报，当时恼羞成怒，立刻传袁崇焕进城，紧接着不由分说就把他抓了起来。
