其中另一路援军在明山海卫监军：张春，的带领下率领三弟明宁远卫指挥佥事兼塔山堡游击将军：祖大乐、五弟明广宁中后守御千户所游击将军：祖大名，正北上靠近大小凌河地区。
就连吴总兵的二子明宁远卫标统：吴三桂，也在北上的救援队伍之中。
为了避免明军汇合趁机突围，因此后金天聪汗：爱新觉罗·皇太极，决定披甲上阵，并由后金正白旗和硕额真：爱新觉罗·多铎，打头阵保护汗王驾前。
此刻被围困的明广宁中屯卫总兵：吴襄，第一时间发出消息，让明辽东总镇总兵：祖大寿，收到书信，得知这次来援的明军已经杀到了小凌河驿，不同上次在半路上就被击退。
9月24日，第二批北上救援的明军到达小凌河驿城外，但只是扎营而不敢轻举妄动，只有明宁远卫标统：吴三桂，极力请求出战救父。
还派人联络大凌河堡（广宁中左守御千户所）城内的祖总镇总兵，请求发兵配合救援，在合力与东虏建奴作战，如此一来三支明军汇合，方有突围的胜算。
可话虽如此，但祖总镇总兵毕竟是吴标统的舅舅，且援军还在小凌河驿正准备出战，先解围小凌河驿才去大凌河堡（广宁中左守御千户所）因此祖总镇总兵选择了不出兵支援，而是依靠城楼上的火炮给外甥吴标统助阵。
这边的吴标统也是年轻气盛说干就干，直接带领麾下20人亲信，外加明山海卫监军给出的2百名骑兵护卫，就这样吴标统义无反顾的杀入后金骑兵包围中。
当时的后金军队还感到非常奇怪？就连后金正白旗和硕额真也觉得此人是个疯子，又以为是诱敌之计，因此不敢阻拦。
外加大凌河堡（广宁中左守御千户所）城外出阵列队的，二舅明广宁左屯卫指挥使：祖大弼、四舅明广宁右屯卫总兵：祖大成，也拖住了正面围攻的后金军队，给了外甥吴标统提供了良好的救父环境。
其余城外扎营的明军见到吴标统作战勇猛，也都在明山海卫监军的带领下传令出兵进攻，明宁远卫指挥佥事兼塔山堡游击将军：祖大乐、明广宁中后守御千户所游击将军：祖大名，等将领也出击杀敌。
关键时刻城内明军也配合反击，最终成功打退了后金正白旗军队，使得两股明军合二为一，在上捷报时吴标统也因勇猛救父，而被传为辽东都指挥使司的佳话。
9月25日，小凌河驿的明军追击后金正白旗殿后军队，并驱除过小凌河驿，明军才留下小股守军开始构筑阵地。
9月27日，明军又渡过大凌河，距离大凌河堡（广宁中左守御千户所）仅仅15里外的长山一带，明军马、步兵合营，四面布列大小铳炮迎接东虏建奴进攻。
这让后金天聪汗担心会贻误战机，因此当即就命令后金军在没有盾车的情况下，公然向明军阵营发动冲锋，就这样双方战线在大凌河与长山之间开战。
刚一交战不久，就让明广宁中屯卫总兵：吴襄，所率领的明军骑兵给败下阵来，再加上明宁远卫标统：吴三桂，又担心他爹身体在打下去吃不消，便搀扶着他爹吴总兵传令撤军。
就这样明军骑兵跑得飞快，事后统计其损失不过137人，剩下的明军步兵依旧岿然不动，火器齐发炮声震天，铅弹打出的烟雾，以及箭矢、炮弹如雨下。
这才使得左翼的后金军甚至未能成功冲到明军阵前，而右翼的后金军则成功冲破了明军营垒，但明军战斗意志顽强复聚列阵，甚至纵火反击。
明山海卫监军为了成功扼制东虏骑兵，还动用了许多战车，各类战车上均配有火器，双方交战中，后金八旗兵冲锋了几次都未能成功，而明军战车阵则缓缓向前推进，眼看明军胜利在望！
可惜此时后金已经有了不少火炮，待明军们进入射程之后，后金火炮营的四十门重炮先后发射，把明军的阵营瞬间就打乱了。
关键时刻后金天聪汗连忙率军冲了上去，明军被杀得节节后退，各营明军也都相继出现了溃败情况，明山海卫监军见势不好，便见风势向东，打算使用火攻。
好在火势凶猛，及时扑向后金军，但依旧抵挡不住后金军队的攻势，外加增援的漠南蒙古骑兵，造成了明军大溃败情况。
明军火器营以及战车营、火炮营，还因大火发生了爆炸，使得明山海卫总兵：宋伟，本部5千军队几乎全军覆没，仅带数百人逃了出来，至于主帅明山海卫监军：张春，他还想扼制溃逃。
可是毫无作用，反而连他自己也被卷进了败退的大潮中，就在明军后撤的一路上，后金天聪汗还埋下了伏兵，斩杀不少逃窜的明军将士。
就在双方交战之际身处后金，且接到儿子亲笔书信的明将：黑云龙，便趁机杀了看守逃走，在大雨滂沱之夜，一路单骑狂奔回到了辽东都指挥使司广宁左屯卫。
然而此战明军将领们多数都被俘虏，有；明山海卫监军：张春、明宁远卫指挥佥事兼塔山堡游击将军：祖大乐、明广宁中后守御千户所游击将军：祖大名、明松山堡副总兵：张吉甫、明松山堡左参将：姜新、明援辽总兵：满库、明援辽副总兵：王之敬、明广宁前屯卫守备：张国忠、明广宁中屯卫千总：张孝、明广宁前屯卫把总：李进孝、明广宁中屯卫把总：葛天德、明广宁左屯卫把总：顾朝臣、明山海卫左参将：张洪谟、明广宁左屯卫游击将军：杨华征、明广宁中屯卫游击将军：薛大湖，等33位将领被俘，士兵死者无数，统计明军阵亡与失踪共1万4千99人
被逮明将们在献俘之后，面见后金天聪汗：爱新觉罗·皇太极，时都行大明的君臣礼（作揖），唯独主帅明山海卫监军：张春，直立不动。
当着众人之面，后金天聪汗也并没有多说什么，而是分别派遣使者送去美味佳肴，但张监军却说道“忠臣不事二主，如若本道贪生怕死，朝廷怎能用我？“
因此坚决不吃，可经过看守人的劝告，他才勉强吃了些食物，但后金巴图鲁过来让他剃发易服时，又被张监军给拒绝了。
恼羞成怒的后金军就将他送往古庙里囚禁，后金巴图鲁一路上准备割头发以及扒衣服，但张监军都宁死不从，依旧坚持穿戴大明衣冠，始终不丧失为大明的臣子节义，不仅如此还陆续谩骂。
最终才遭到了后金巴图鲁的残忍屠杀。
而另一边在后金蒙古联军们收拾战场时，后金三贝勒：爱新觉罗·莽古尔泰，就向后金天聪汗上奏所率部队被明军重创之事。
但后金天聪汗却偶然诘问他，说道“女真语：本汗听说你率领的军队，不听从号令！并且还贻误了军机。”
可后来三贝勒却生气的说“女真语：没有这样的事。”
然而后金天聪汗却不依不饶的说“女真语：如果告你们的人属于诬告，那么应当治他们的罪，如果情况当真属实，那你所率领的一部能没有罪吗？”
说完后金天聪汗就要起身乘马，但后金三贝勒却有些不服气的说“女真语：大汗为什么单单与本贝勒过不去呢？我本来就非常的顺从，难道还想要除掉我吗？”
随即就拿起自己的佩刀，数次用眼睛怒视后金天聪汗，也让他的同母弟弟后金户部尚书兼和硕贝勒：爱新觉罗·德格类，怒斥他哥后金三贝勒犯了悖逆之罪，并用拳头打他。
这让后金三贝勒更加的愤怒，还将自己的佩刀抽出刀鞘准备动手，看得后金天聪汗非常气愤，因而开始怒骂；当初后金三贝勒之母继妃：富察氏，犯罪时却被儿子后金三贝勒亲手弑母邀宠的事情。
其后诸贝勒们就商议后金三贝勒大不敬之罪，纷纷提议要夺去三贝勒爵位，降为［多罗贝勒］，并削去五牛录、罚银万两及甲胄、雕鞍马十匹、素鞍马二匹。
这时两路支援的明军都已全军覆没，就这样明辽东总镇经略：孙承宗，组织的几次援救都以失败告终，而后金蒙古联军还在围城。
10月初7日，后金天聪汗便致书给明辽东总镇总兵：祖大寿、明辽东都指挥同知：何可纲、明宁远卫右参将：张存仁、明广宁左屯卫指挥使：祖大弼、明广宁右屯卫总兵：祖大成，等将领们劝其速来投降，但仍遭到了主帅祖总镇总兵的拒绝。
于是后金天聪汗又亲自写信给祖总镇总兵，他还解释道“女真语：过去我军斩杀辽民确有其事，本汗深为懊悔，如今本汗早就下令不那样做了，至于永平府地区屠城一事，乃是二贝勒：爱新觉罗·阿敏，所为他也因此受到了严惩，希望祖总镇总兵大人不要存在此类偏见。”
可话虽如此但祖总镇总兵等将领们，却还是不信，为此后金天聪汗还让俘虏的明将连带姻亲关系的，都前去劝降，但无一例外都失败了。
同时回到朝中的明将：黑云龙，当即就被官复原职，还被询问关于后金的情报，如揭发李氏朝鲜王国与后金往来密切，向后金提供大量战略物资的情况，并促使大明对李氏朝鲜王国实行贸易封锁，又建议朝廷在边境草木茂盛处烧荒，这对骑兵为主的敌军起到了一定的遏制效果。
10月初9日，后金天聪汗又派明降将：姜新，赶赴城中面谈，明辽东总镇总兵则派出明广宁中左守御千户：韩栋，来到了后金军营中谈判。
同时面对逃出去回到山海卫的明广宁中屯卫总兵：吴襄，地方官员立即上报朝廷，明毅宗崇祯帝：朱由检，认为吴总兵救援不利，且提前撤退导致全军覆没，被抓下狱。
至于其二子明宁远卫标统：吴三桂，却因救父有功，被加封为〈宁远卫游击将军〉。