沙岭位于广宁之东南，西平堡以西，是辽东与辽西的交界处，为咽喉要道之地。
在沙岭的这一场会战将决定广宁的命运，不论如何，这都将是一个历史性的时刻，而朱由校誓要改变历史。
二十二日，后金宰八牛祭纛。於祭纛处，富家庄备御属下之中军来降，给以印一枚，赐银一两，遣还。此时努尔哈赤的心情还算不错，一路攻伐过来，又有不少明军中低级军官投效，官职最高的是三个游击将军，他也做足了样子，对这些降将给予封赏。
从这些降将口中，他得知了孙得功等人已死的消息，这让他很不高兴。当然他愤怒的原因并不是走狗的死亡，而是因此所造成的整个战略布局的影响。
努尔哈赤心里是明白的，这群狗腿子根本不用珍惜，这些人之所以会投降，并不是因为他真正的“天命所归”，只不过是因为他的强大，所以他需要一场巨大的胜利来巩固这些人的忠诚。
熊廷弼现在有些紧张，沙岭是广宁的门户，能忽悠时则广宁难守，一旦广宁沦陷，则整个辽西必然糜烂。广宁的守兵是直属朝廷的，而且此时辽西的各各将门就已经有了军阀化的趋势，一但厂宁守兵不少，辽西将门将迅速彻底转化为军阀。虽然之前斩杀孙得功等事已经为他确立了一定的威信，皇帝也一直给予他支持，但这些还不够，想要彻底的驯服这些将门，需要的是一场胜利。
而且对于大明来说还有一个好消息，援军正在赶来的路上。这让明军士卒们增长了信心。
二十二日哺时，战斗打响，八旗军彻尔格部冲击沙岭城东北高地，大明游击将军李茂春、张明先相继战死，后金以惨重代价于次日拂晓前占领了高地，但该部伤亡过大，只能先行修整，不能再战。当日酉时，八旗军扈尔汉部在城西南发起进攻，明军殊死掋抗，使其数次突击均未成功，后金损失惨重，甲喇额真以下军官阵亡十三人，该部已失去了进攻能力。
在此次进攻失利后，努尔哈赤放弃分兵山击、各各击破的战术，将后金主力集结起来，在黄昏后包围马家店，疯狂攻击一夜却毫无进展，熊廷弼指挥附近明军集结，意图趁机进行反包围，但被努尔哈赤识破，将八旗军及时撤走。
二十三日拂晓，后金军全面撤退，进行修整，明军也趁机休息，加筑防线，双方得到了暂时的休战。后金军于当晚戌时三刻，发起总攻，激战一夜终于突破明前沿阵地，明军各卫星堡相近沦陷。二十三日白天，后金增加投入3个牛录的兵力向城内突破，因伤亡惨重退出。是日黄昏，明军开始收缩兵力，后金军误认为明军撤退，遂大胆开进，突遭反击，伤亡惨重，努尔哈赤不得不进行撤退，灰头土脸的离开了沙岭。
沙岭一役，历时三天三夜，歼灭后金军近万人，而明守军则阵亡二千三百余人，这是一场漂亮的防守战，也是大明久违的大捷。
“巡抚大人，金军已退，沙岭守住了。你告诉我们向士兵说援军三日即到，让士兵有了盼头，这才能守住呀。我祁秉忠服了”一个身着布满创口的铠甲、脸上还有凝固的血迹的将军拱手向熊廷弼说到。