此后，皇太极对锦州围而不攻。
袁崇焕抽调兵力，派满桂、尤世禄等两次救援锦州，但均未能成功。
而皇太极在留兵继续包围锦州后，又亲自领兵数万进攻宁远。
在皇太极兵临城下后，围绕守城的方略，袁崇焕与满桂发生了冲突。
袁崇焕主张按上次宁远大捷的打法死守城池，而满桂执意主动出击。
在二人争论的过程中，二人谁也不服谁，满桂还折断了袁崇焕的令箭。
最终，袁崇焕坐镇城中，而满桂、尤世禄、祖大寿诸将出城迎战皇太极。
满桂等人的奋勇杀敌，加上城内红夷大炮的威力，建奴在攻城作战中失利。
皇太极被迫离开宁远回攻锦州，但又被锦州的赵率教击退。
最终皇太极下令撤军，在撤军途中，建奴沿途拆毁了尚未完工的大凌河、小凌河两城。
锦州解围后，袁崇焕又一次称病辞职，不过此次天启帝并未像之前那样不允，而是批准了他的请辞。
改由王之臣复任督师 ，显然天启帝也对袁崇焕动不动就撂挑子的行为感到不满。
此外，在之后的叙功之际，天启帝对前线文武官员均加衔二级、恩荫后代，唯独袁崇焕仅得到了“加衔一级，赏银三十两、大红纻丝二表里”的微薄赏赐。
“阉党”官员霍维华上疏为袁崇焕鸣不平，并请求将加给他的一级官衔移给袁崇焕，被天启帝呵斥。
在袁崇焕归乡之际，天启帝驾崩，其弟信王朱由检继位，是为崇祯帝。
同年十一月，魏忠贤被铲除，与此同时，许多官员奏请起用袁崇焕以对付建奴。
于是崇祯帝起用袁崇焕为都察院右都御史，管兵部添设右侍郎事。
十二月，崇祯帝赏袁崇焕锦衣卫指挥佥事的恩荫，以补偿其宁锦之功。
崇祯元年（1628年）四月，崇祯帝任命袁崇焕为兵部尚书兼都察院右副都御史，代替王之臣督师蓟辽。
袁崇焕进京后，崇祯帝召见群臣于建极殿，特宣袁崇焕出列，阐述其“平胡方略”。
袁崇焕表示，“倘皇上假臣便宜，计五年而东夷可平、全辽可复”。
崇祯帝大喜，表示若袁崇焕真能做到五年平辽，自己将“不吝封侯之赏”。
此时大明的四位内阁辅臣李标、钱龙锡、周道登、刘鸿训也纷纷赞赏袁崇焕是“奇男子”。
在崇祯帝到便殿休息期间，群臣也外出品尝御赐茶果点心。
期间，兵科给事中许誉卿当面质问袁崇焕，“五年复辽”之方略。
袁崇焕回答，“聊慰上意耳”，即这只是吹牛皮，安慰皇帝的大话而已。
许誉卿当即厉色责备他，“上英明甚，岂可浪对？异日按期责功，奈何？”（皇帝到时候较真怎么办？）
袁崇焕这时才察觉到此事的严重性，等到崇祯帝休息结束。
崇祯帝再次与群臣商议时，袁崇焕趁机提出了，“此前吹嘘的五年平辽，必须须事事应手。”（所有的条件，如钱粮、武器、人事等）都要听他的。）
原本袁崇焕以为崇祯帝肯定不会同意，没想到崇祯帝一一应允。
指示吏、兵、工、户四部都安袁崇焕的要求，协助袁崇焕。
崇祯帝为了提高袁崇焕的权力与威望，收缴了王之臣、满桂的尚方宝剑，只保留赐给袁崇焕的尚方宝剑。
此后崇祯帝叮嘱袁崇焕，“早平夷酋，以纾四海苍生之难，严明号令，抚恤士卒，与文武同心，定能灭虏”。
袁崇焕则对崇祯帝答道，：“谨遵明旨，铭之肺腑，前去告谕官军，以宣皇上威德，必须平夷！”
此后，在袁崇焕离京之际，曾豪言赋诗“臣心期报国，誓唱凯歌归”。
袁崇焕刚刚离京，还在上任途中，就赶上宁远兵变爆发，辽东巡抚毕自肃引咎自杀。
袁崇焕抵达山海关后，次日即出关，赶往宁远平定兵变。
袁崇焕在军营当着众将士的面，宣布皇上旨意，并许诺补发欠饷，才平定了此事。
其后，袁崇焕向朝廷催发欠饷七十四万两。
但直至崇祯二年（1629年）六月，上年山海关内外的欠饷才被补完，即宁远城内的守军被拖欠了一年的军饷。
为预防再发生类似的欠饷兵变，袁崇焕奏请求户部，将每年的军饷，“预先积贮，按月待支”。（先领一年的，再按月发放。）
崇祯帝同意了袁崇焕的请求，但因为国库空虚，户部只能先预支三成的军饷。
同时，户部又核定了辽东官兵的数目，最终按关外余名、关内官兵余名的数目发饷。
除了处理欠饷问题外，袁崇焕还积极整顿军务，将关内外原本的四个总兵名额，只保留了关内和关外两个总兵名额。
两总兵分别由赵率教和祖大寿充任，并以其亲信何可纲为中军，袁崇焕居中坐镇宁远，希望能倚仗这三员将领来实现“五年复辽”的计划。
此外袁崇焕还淘汰不合格的参将、游击、守备、中军、千总、把总等官近百员。
并重新对各堡垒、驿站的布置重新规划，还提高武器装备水平，征集订战马，以“精兵、壮马、坚甲、利兵”为指导方略。
对外，袁崇焕招抚察哈尔、喀喇沁部等蒙古部落，希望以“抚赏”和救济，防止他们倒向建奴。
但袁崇焕恢复了同皇太极的通信，希望能与建奴有议和的可能，这也使得有人怀疑他与建奴媾和。