天啟二年，建酋與明朝發生了廣寧之戰，明軍戰敗，努爾哈赤占領了廣寧，祖大壽帶領部隊避到覺華島。大學士孫承宗督師，以大壽輔佐參將金冠守覺華島。
天啟三年，孫承宗和袁崇煥修築寧遠城牆，祖大壽負責寧遠城工程，將城牆加高增厚，加強防守功能。
天啟六年，正月，努爾哈赤攻打寧遠，祖大壽參與了寧遠保衛戰。
天啟七年，農曆五月，皇太極率軍攻寧遠，祖大壽再次參與，既寧錦大捷。
崇禎元年，明朝任用袁崇煥督師遼東。同年農曆六月，祖大壽升為遼東前鋒總兵，掛征遼前鋒將軍印，駐守錦州。
皇太極曾經給祖大壽寫信，商議派遣使者吊唁明熹宗之喪，並且恭賀新君崇禎登基，祖大壽回信拒絕了皇太極的要求。
隨著祖大壽地位的迅速上升，祖氏滿門都獲封官職。祖大壽的兄弟祖大樂、祖大成、祖大弼，子侄祖澤遠、祖澤沛、祖澤盛、祖澤法、祖澤潤、祖可法等，都是上自總兵、下至副將、參將、遊擊的各級軍官，分駐寧遠、大淩河（今遼寧淩海市）、錦州諸城。為表彰祖氏世代鎮遼的功勳，明朝崇禎皇帝即位後，特命於寧遠城內敕建祖氏四世鎮遼的功德牌坊。
皇太極打錦州、寧遠不下，便改變了戰略，於崇禎二年，農曆十月率一萬四千人從薊門方向攻入長城，一直打到北京城下。
當時，明朝軍隊主力都在山海關外布守，袁崇煥急率祖大壽馳援北京城，到達北京城下袁崇煥要求關寧軍入城，被崇禎帝所拒絕，在廣渠門外安營。皇太極親帥主力進攻滿貴的宣大軍，派遣莽古爾泰，阿濟格等貝勒率軍進攻駐紮廣渠門的關寧軍。
滿桂命副將領軍出戰，結果全軍覆沒。在城頭督戰的滿桂據說被火炮炸傷，便去向崇禎告狀說是關寧軍炸傷了他，崇禎隨即招袁崇煥進城不容分辯就將他下獄，隨行的祖大壽渾身發抖。據此兵部職方司郎中餘大成認為祖大壽必反，並說他三天之內就會反。
袁崇煥下獄第三天果然祖大壽率關寧軍徑直離開京師回師遼東。由於滿桂出戰後金軍全軍覆沒，崇禎不得已隻能接受孫承宗的建議讓下獄的袁崇煥寫信將祖大壽召回以解京師之危。
崇禎三年，春，建酋攻克明朝永平等四城，皇太極聽說祖大壽的族人居住在永平三十裏村，就命令軍隊去抓人，得到祖大壽一個侄子及其親戚家屬。皇太極給祖大壽侄子一所住宅，並派兵監視。
不久，孫承宗命令祖大壽與山西總兵馬世龍、山東總兵楊紹基會師，率領副將祖大樂、祖可法、張弘謨、劉天祿、曹恭誠等進攻灤州，攻取灤州之後，進逼永平，貝勒阿敏等丟棄四處城池領兵返回後金。於是，祖大壽又回到錦州前線防守。祖大壽從此不輕易離開軍營，生怕被東廠番子暗中抓捕。
崇禎四年，農曆七月，祖大壽奉孫承宗之命修複大淩河城以便將關寧防線前推，但他修了不到半個月，城牆雉堞還沒修完時，皇太極親率大軍將大淩河城包圍，祖大壽倉促應戰。
城中糧草僅夠幾天之用，圍了不幾天城中就斷糧了。城中將士無不驚恐萬狀，祖大壽作過幾次試探性的突圍，都被擊敗。他隨即堅壁不出，坐等救兵。
皇太極在圍困大淩河城十天後，便開始了對祖大壽的勸降工作。但祖大壽不為所動，對皇太極根本不予理采。
皇太極為了進一步消耗城中的有生力量，搞了一次假增援，祖大壽盼望援軍心切，急忙率軍出城相迎，欲前後夾攻，實現突圍，結果上了大當，被殺得大敗，損失十分慘重，祖大壽再也不敢出城應戰。
皇太極於崇禎四年，農曆十月七日和十月九日這兩天先後致書祖大壽、何可綱、副將張存仁，勸其速降。但仍遭到祖大壽的拒絕。
於是皇太極又親自寫信給祖大壽，他解釋說：“過去殺遼民確有其事，我深為懊悔，我們早就不那樣做了。至於永平屠城那是二貝勒阿敏所為，他因此也受到了嚴懲，希望你不要存此偏見。但祖大壽等還是不信。
孫承宗組織的幾次援救，都被擊敗。祖大壽的多次突圍也沒有成功。大淩河城被圍了三個月，城內的糧食吃完了就殺馬吃，馬吃沒了，就殺人相食。大淩河城百姓被充作軍糧殺盡。
崇禎四年，農曆十月初七，皇太極再次致書祖大壽，又派降將薑新赴城中麵談。祖大壽派出一位叫韓棟的將領到敵營中談判。農曆十月二十五日，祖大壽最後下了決心，他邀敵軍將領石廷柱進城商議投降事宜，當晚祖可法、祖澤潤、劉天祿、張存仁等四人隨石廷柱一同到了建酋大營，皇太極親自迎接，四人跪倒便拜。皇太極急忙上前一步攙扶，以女真人最高貴的禮節抱腰禮相見。然後設盛宴款待，四人被請至座中。
崇禎四年，農曆十月二十八日，祖大壽殺死寧死不降的何可綱，大開城門，率眾將來到敵營。
皇太極與代善、莽古爾泰及眾貝勒眾大臣，一齊隆重迎接祖大壽一行。後雙方登壇發誓祭天，盟誓祭天畢，皇太極攜祖大壽手進入大帳，為祖大壽設宴慶賀。
投降後的祖大壽向皇太極建言：自己妻子兒女均在錦州城裏，趁錦州不知自己已經投降，願帶一支兵馬去錦州，在城裏當內應，奪取錦州城。皇太極同意放祖大壽去錦州城。
祖大壽一回到錦州城就組織防禦，抗擊清軍。遼東巡撫丘禾嘉向朝廷參奏祖大壽率隊獻城投降，崇禎皇帝不僅沒有降罪，反而提升祖大壽為左都督，領錦州。
崇禎皇帝三次下詔，命祖大壽進京覲見，祖大壽都借故推辭，始終堅守在錦州城裏。
建酋方麵，皇太極三番五次派密使前來，提醒祖大壽不要忘記以前的約定，即刻動手奪下錦州城。祖大壽以各種理由搪塞，並且多次與清兵激戰。皇太極對留在自己軍營中的祖大壽之子祖可法等人，一直以禮相待，並且頻繁給祖大壽寫信。
明崇禎十一年，農曆十月，皇太極親自率領部隊進攻明朝，率領鄭親王濟爾哈朗、豫親王多鐸出寧遠、錦州大道；睿親王多爾袞為左翼，自青山關入；貝勒嶽讬為右翼，自牆子嶺入。
祖大壽在中後所（今遼寧綏中縣城）屯兵，領兵偷襲多鐸，多鐸戰敗。第二天，多鐸與濟爾哈朗合兵出戰，祖大壽收兵回中後所。不久，皇太極親自來到中後所，派使者給祖大壽帶話：“自大淩河一別後已過數年。我不畏艱苦而來，就是希望與將軍見上一麵。至於將軍是歸降我大清還是仍留在大明，絕不勉強，將軍自己決定去留。上次是我釋放了將軍，如借會見之名誘捕將軍，我還憑什麽取信天下之人呢？這些年將軍雖然屢次率隊與我軍發生衝突，但我知道你是在執行命令，盡自己的職責，我不會放在心上的，請將軍不要懷疑。”
天啟三年，孫承宗和袁崇煥修築寧遠城牆，祖大壽負責寧遠城工程，將城牆加高增厚，加強防守功能。
天啟六年，正月，努爾哈赤攻打寧遠，祖大壽參與了寧遠保衛戰。
天啟七年，農曆五月，皇太極率軍攻寧遠，祖大壽再次參與，既寧錦大捷。
崇禎元年，明朝任用袁崇煥督師遼東。同年農曆六月，祖大壽升為遼東前鋒總兵，掛征遼前鋒將軍印，駐守錦州。
皇太極曾經給祖大壽寫信，商議派遣使者吊唁明熹宗之喪，並且恭賀新君崇禎登基，祖大壽回信拒絕了皇太極的要求。
隨著祖大壽地位的迅速上升，祖氏滿門都獲封官職。祖大壽的兄弟祖大樂、祖大成、祖大弼，子侄祖澤遠、祖澤沛、祖澤盛、祖澤法、祖澤潤、祖可法等，都是上自總兵、下至副將、參將、遊擊的各級軍官，分駐寧遠、大淩河（今遼寧淩海市）、錦州諸城。為表彰祖氏世代鎮遼的功勳，明朝崇禎皇帝即位後，特命於寧遠城內敕建祖氏四世鎮遼的功德牌坊。
皇太極打錦州、寧遠不下，便改變了戰略，於崇禎二年，農曆十月率一萬四千人從薊門方向攻入長城，一直打到北京城下。
當時，明朝軍隊主力都在山海關外布守，袁崇煥急率祖大壽馳援北京城，到達北京城下袁崇煥要求關寧軍入城，被崇禎帝所拒絕，在廣渠門外安營。皇太極親帥主力進攻滿貴的宣大軍，派遣莽古爾泰，阿濟格等貝勒率軍進攻駐紮廣渠門的關寧軍。
滿桂命副將領軍出戰，結果全軍覆沒。在城頭督戰的滿桂據說被火炮炸傷，便去向崇禎告狀說是關寧軍炸傷了他，崇禎隨即招袁崇煥進城不容分辯就將他下獄，隨行的祖大壽渾身發抖。據此兵部職方司郎中餘大成認為祖大壽必反，並說他三天之內就會反。
袁崇煥下獄第三天果然祖大壽率關寧軍徑直離開京師回師遼東。由於滿桂出戰後金軍全軍覆沒，崇禎不得已隻能接受孫承宗的建議讓下獄的袁崇煥寫信將祖大壽召回以解京師之危。
崇禎三年，春，建酋攻克明朝永平等四城，皇太極聽說祖大壽的族人居住在永平三十裏村，就命令軍隊去抓人，得到祖大壽一個侄子及其親戚家屬。皇太極給祖大壽侄子一所住宅，並派兵監視。
不久，孫承宗命令祖大壽與山西總兵馬世龍、山東總兵楊紹基會師，率領副將祖大樂、祖可法、張弘謨、劉天祿、曹恭誠等進攻灤州，攻取灤州之後，進逼永平，貝勒阿敏等丟棄四處城池領兵返回後金。於是，祖大壽又回到錦州前線防守。祖大壽從此不輕易離開軍營，生怕被東廠番子暗中抓捕。
崇禎四年，農曆七月，祖大壽奉孫承宗之命修複大淩河城以便將關寧防線前推，但他修了不到半個月，城牆雉堞還沒修完時，皇太極親率大軍將大淩河城包圍，祖大壽倉促應戰。
城中糧草僅夠幾天之用，圍了不幾天城中就斷糧了。城中將士無不驚恐萬狀，祖大壽作過幾次試探性的突圍，都被擊敗。他隨即堅壁不出，坐等救兵。
皇太極在圍困大淩河城十天後，便開始了對祖大壽的勸降工作。但祖大壽不為所動，對皇太極根本不予理采。
皇太極為了進一步消耗城中的有生力量，搞了一次假增援，祖大壽盼望援軍心切，急忙率軍出城相迎，欲前後夾攻，實現突圍，結果上了大當，被殺得大敗，損失十分慘重，祖大壽再也不敢出城應戰。
皇太極於崇禎四年，農曆十月七日和十月九日這兩天先後致書祖大壽、何可綱、副將張存仁，勸其速降。但仍遭到祖大壽的拒絕。
於是皇太極又親自寫信給祖大壽，他解釋說：“過去殺遼民確有其事，我深為懊悔，我們早就不那樣做了。至於永平屠城那是二貝勒阿敏所為，他因此也受到了嚴懲，希望你不要存此偏見。但祖大壽等還是不信。
孫承宗組織的幾次援救，都被擊敗。祖大壽的多次突圍也沒有成功。大淩河城被圍了三個月，城內的糧食吃完了就殺馬吃，馬吃沒了，就殺人相食。大淩河城百姓被充作軍糧殺盡。
崇禎四年，農曆十月初七，皇太極再次致書祖大壽，又派降將薑新赴城中麵談。祖大壽派出一位叫韓棟的將領到敵營中談判。農曆十月二十五日，祖大壽最後下了決心，他邀敵軍將領石廷柱進城商議投降事宜，當晚祖可法、祖澤潤、劉天祿、張存仁等四人隨石廷柱一同到了建酋大營，皇太極親自迎接，四人跪倒便拜。皇太極急忙上前一步攙扶，以女真人最高貴的禮節抱腰禮相見。然後設盛宴款待，四人被請至座中。
崇禎四年，農曆十月二十八日，祖大壽殺死寧死不降的何可綱，大開城門，率眾將來到敵營。
皇太極與代善、莽古爾泰及眾貝勒眾大臣，一齊隆重迎接祖大壽一行。後雙方登壇發誓祭天，盟誓祭天畢，皇太極攜祖大壽手進入大帳，為祖大壽設宴慶賀。
投降後的祖大壽向皇太極建言：自己妻子兒女均在錦州城裏，趁錦州不知自己已經投降，願帶一支兵馬去錦州，在城裏當內應，奪取錦州城。皇太極同意放祖大壽去錦州城。
祖大壽一回到錦州城就組織防禦，抗擊清軍。遼東巡撫丘禾嘉向朝廷參奏祖大壽率隊獻城投降，崇禎皇帝不僅沒有降罪，反而提升祖大壽為左都督，領錦州。
崇禎皇帝三次下詔，命祖大壽進京覲見，祖大壽都借故推辭，始終堅守在錦州城裏。
建酋方麵，皇太極三番五次派密使前來，提醒祖大壽不要忘記以前的約定，即刻動手奪下錦州城。祖大壽以各種理由搪塞，並且多次與清兵激戰。皇太極對留在自己軍營中的祖大壽之子祖可法等人，一直以禮相待，並且頻繁給祖大壽寫信。
明崇禎十一年，農曆十月，皇太極親自率領部隊進攻明朝，率領鄭親王濟爾哈朗、豫親王多鐸出寧遠、錦州大道；睿親王多爾袞為左翼，自青山關入；貝勒嶽讬為右翼，自牆子嶺入。
祖大壽在中後所（今遼寧綏中縣城）屯兵，領兵偷襲多鐸，多鐸戰敗。第二天，多鐸與濟爾哈朗合兵出戰，祖大壽收兵回中後所。不久，皇太極親自來到中後所，派使者給祖大壽帶話：“自大淩河一別後已過數年。我不畏艱苦而來，就是希望與將軍見上一麵。至於將軍是歸降我大清還是仍留在大明，絕不勉強，將軍自己決定去留。上次是我釋放了將軍，如借會見之名誘捕將軍，我還憑什麽取信天下之人呢？這些年將軍雖然屢次率隊與我軍發生衝突，但我知道你是在執行命令，盡自己的職責，我不會放在心上的，請將軍不要懷疑。”