沈阳城里只剩下五千兵力和四万也可以动员守城的老弱妇女，墙城六百五十一个垛口，四个人警戒一个垛口需要2604人，也还有两千三百多人可以作为机动兵力，加上妇女和和五十岁以下的人，还有十二岁到十五岁的儿童都征调起来搬运防守用的滚木檑石、砖块铁弹、铁锅火油、金汁瓦罐等武器，临时也能拼凑出两三万作战和后勤人员。遇到吃紧时也可以临时调动妇女老弱助守，推云梯、砸石块、倒冰水这些事情，一个人力气不够可以几个人合力干，守城的力量还是足够的，这也是代善敢让硕托带五千人出城冒险的原因。
不过这次围城的东江军并没有着急攻城，第一天修建营帐、布置防线壕沟，还二天还是没有动静，到了晚上除了警戒值夜的士兵以外其他人都在睡大觉。越是这样，城里代善越是不敢放松，派出亲信到城墙上巡查，还派出十多人的小分队出瓮城，在城墙上制造一些动静，测试城上是否足够警觉，一番巡查下来发现了三十多个鞑兵打瞌睡，或者对城下动静没有警觉，全抓起来砍了示众。这样一杰守城的士兵都不敢有丝毫松懈了。
十七日晚上没有动静，到了十八日第二天白天，依然没有攻城，只是在营地里操练，晚上进营帐睡觉，十九日白天还是一样，沈阳城里的守军到了晚上经过这样的疲劳战术折腾，想不松懈下来体力也支撑不住了，代善也知道，派人巡查也没有先前严格了，标准放松了许多。到了半夜，曲承恩用几门威远炮对西北段城墙轰击，又开始了喊杀声，等后金军调兵加强西北段城防，又没了动静。
以后每隔一个小时就放几炮喊杀一阵，却不真正跃过两道护城壕直接攻城，最多派几千人到护城壕前又撤回，城里的后金军明知是折腾也不敢不作反应，只是作为轮休以免被累垮。但是攻城噪音也不可能对休息的人不造成影响，代善只能让守城军民苦熬到皇太极大军回来，二十三，最迟二十四日皇太极就可以回军，最多还有三天。
到了二十日沈世魁和满桂、赵率教带的东江、关宁合军一万九千人赶到，围城总兵力达到了四万一千，增加了不少火炮和攻城器械，城里压力大增，又开始人心惶惶。明军却还是一样把各种火炮运到护城河边对城墙放炮，像是训练炮兵，还是隔一个小时放炮轰一段城墙，让几千人推着攻城器械喊杀，但是绝不攻城，也不进入城上弓箭和铳炮射程范围，就像军事演习一样。只是增加了许多火炮，炮轰更密集了一些。城里的守军怕忽然哪一次真的攻城，只是死撑着不敢松懈，随时准备应对。
到了二十一日凌晨，沈阳城里守城军民被折腾了非常疲劳，思想上也松懈了，以为明军只是虚张声势，就是想调皇太极大军赶回，不会真的攻城，肯定会在皇太极大军回来之前撤离，不会迎头撞上。二十一日白天还是一样，到了二十一日半夜，又是朝西北段城墙开炮，几千军队推着攻城器械推进，城中守军已经习以为常。结果两里外一门红夷大炮开火，一声巨响，这段城墙被轰出一个大窟窿，震翻了城墙上的十几个守城士兵，甚至有五六个人没站稳摔下城来死掉。
崇祯和姜曰广运送到东江的船队物资里有四门红夷大炮，刘兴祚的咸镜镇也分配到一门重炮，这种威力强大的巨型火炮用来野战不方便，但是攻城正是专长。这次军事行动毛文龙也联络了咸镜镇的刘兴祚，咸镜镇初建不久，这次只出兵四千人，就携带了一门巨型红夷大炮，这种巨型火炮运输不便，路上才耽误了几天。
曲承恩一直不攻城，除了想折腾城里的军民，也是在等刘兴祚携带重炮在二十一日白天赶到，四千人并不显眼，加上守军已经也折腾累了，没有引起注意。本来一门红夷大炮也轰不开沈阳城墙，不过刘兴祚在后金时，暗中联络过一些参加过加固沈阳城墙的工匠，知道沈阳西北段的城墙有很大缺陷，明代修的老城墙就有缺陷，稍加敲击，有经验的工匠就能听出里面空心化了，参加改建的工匠痛恨建虏，没有说穿，只是在外层补砌了新砖了事。
刘兴祚把这个情报通报了毛文龙，东江军清扫沈阳外围时，找到了提供情报的两个工匠，精确指出了有缺陷的城墙位置，前几天用小型火炮轰击作出位置记号，后面趁着守城疲劳时派出四个拨夜兵潜入，挖掉四块砖，扩大里面的空洞放了二十斤火药又把砖块放回原处，等刘兴祚红夷大炮运到，进行精准轰击，引起火药爆炸一举轰破了城墙，轰出一个两丈多的大洞。
城外早就准备好的曹变蛟率领一千骑兵冲锋，马蹄上早就裹上了防滑布，迅速冲过护城壕的冰面，赶在两队攻城的东江步布之前沿着洞口冲进了城里，刘兴祚率领两千咸镜镇骑兵也紧随其后突进了城中，城里的建虏正处在惊慌中，只有几个悍勇的骑兵到破口处堵截，被曹变蛟砍杀，紧接着就被一千骑兵冲了七零八落或者被马蹄踩死。骑兵高速冲击下，两侧的回过神来的守城射出的箭矢也效果甚微。等其他方向的守军聚集过来支援，要堵住缺口时，已经有三千骑兵进了城。
