公元1619年三月初一，杜松军突出冒进，已进至萨尔浒，分兵为二，以主力驻萨尔浒附近，自率万人进攻吉林崖。
努尔哈赤看到杜松军孤军深入，兵力分散，一面派兵增援吉林崖，一面亲率六旗兵4万5千人进攻萨尔浒的杜松军。
次日，两军交战，将过中午，天色阴晦，咫尺难辨，杜松军点燃火炬照明以便进行炮击，后金军利用杜松军点燃的火炬，由暗击明，集矢而射，杀伤甚众。
此时，努尔哈赤乘着大雾，越过堑壕，拔掉栅寨，攻占杜军营垒，杜军主力被击溃，伤亡甚众。
后金驻吉林崖的守军在援军的配合下，也打败了进攻之敌，明军西路军主将总兵杜松、保定总兵王宣、原任总兵赵梦麟，都在战斗中阵亡。
明西路军全军覆没。
明军主力被歼后，南北两路明军形孤势单，处境不利。
公元1619年三月初一的夜里，明朝北路军由马林率领进至尚间崖，得知杜松军战败，不敢前进，将军队分驻三处就地防御。
马林为保存实力，环营挖掘三层堑壕，将火器部队列于壕外，骑兵继后。又命部将潘宗颜、龚念遂各率万人，分屯大营数里之外，以成犄角之势，并环列战车以阻挡敌骑兵驰突。
努尔哈赤在歼灭杜松军后，即将八旗主力转锋北上，去尚间崖方向迎击马林军。
公元1619年三月初二早晨，马林军队刚要拨起扎营的器物准备向南进军，发现努尔哈赤率领的军队到了，就率军队重回宿营地重新扎营布列战阵，阵列方形，营地四面昨夜挖有三道壕沟，壕沟外排列大炮，放炮的兵皆徒步站立炮后，大炮的外层，又密密排列一层骑兵，骑兵的前面再排列火枪队，其余众兵都下马，进入三层壕内的营中列阵。
后金军先派一部骑兵横冲明将龚念遂营阵，接着以步兵正面冲击，攻破明军车阵，击败龚军。到中午12点的时候，努尔哈赤赶到了马林所扎大营的地方。
马林营地的东边有一山。
努尔哈赤说：“我们的士兵应当先占东边山上的高地，从山上居高临下的向西方山下的马林军的军营冲击，我们就能把马林的军队打败”。
努尔哈赤说完，率亲卫军及二旗众兵全体离营向东，来到东山南坡山脚下，准备从南坡登山。
这时马林与后金军对峙一上午后，见后金的援兵已到，在帅旗下聚集起来的兵加起来也不过二旗再加四五千人，他认为后金的兵总数也就这些了，加上后金兵离营移军向东，队不成列，于是马林决定主动出击决战，他命令营内士兵出营与营外的骑兵和火枪队汇合，大军主动向位于明营东边的后金军队发起攻击。
努尔哈赤在山上向西看，见大明营内军兵与营外壕外的军兵汇合，努尔哈赤就说：“这样子是明军要来主动攻击我们了，不用登山了，可以下马跟他们徒步作战。”
代善就从山的左侧，也就是南坡下山到山脚下，命令他的二旗士兵下马准备步战。
下马的人才四五十个人，大明军队就从西面来攻上来了。
代善对努尔哈赤说：“我应当领兵前进。”随即，策马迎敌，直杀入明军的队伍中。
随后诸贝勒与各位率兵的台吉等分别投入杀明兵，两军混战，明军败退，进攻的明军被杀大半。
这时，追杀龚念遂部逃兵的六旗兵战斗结束，急急忙忙赶来了，看到两军正战，这六旗兵先到的不等后面军队到来，也来不急整顿队伍，直接攻击明军马林的大营。
马林军营中士兵放枪接战。
满州兵射箭冲击，在东面和南面两路夹攻之下，大明军队抵挡不住进攻势头，大败而逃，满州军兵乘势追杀，击破潘宗颜部，北路明军大部被歼。
明军副将麻岩等皆被杀，总兵马林仅自己率数人逃走。
明朝刘綎所率的东路军因山路崎岖，行动困难，未能按期进至赫图阿拉。因不知西路、北路已经失利，仍按原定计划向北开进。
努尔哈赤击败马林军后，立即移兵，迎击刘军。
公元1619年三月初三，为全歼刘军，努尔哈赤采取诱其速进，设伏聚歼的打法，事先以主力在阿布达里岗布置埋伏，另以少数士兵冒充明军，穿着明军衣甲，打着明军旗号，持着杜松令箭，诈称杜松军已迫近赫图阿拉，要刘綎速进。
刘綎信以为真，立即下令轻装急进。
三月初四，明军东路刘铤军从宽奠出发时，后金东边的人民都躲避到深山老林中去了。刘铤率军一路上攻占山寨，将瘸子、瞎子等不能动的人杀死，一路向前进军。刘綎先头部队进至阿布达里岗时，遭到伏击，兵败身死。
努尔哈赤乘胜击败其后续部队。
杨镐坐镇沈阳，掌握着一支机动兵力，对三路明军没有作任何策应。及至杜松、马林两军战败后，才在三月初五，慌忙传令李如柏军回师。
李如柏军行动迟缓，仅至虎拦岗。
当他接到撤退命令时，被后金哨探发现，后金哨探在山上鸣螺发出冲击信号，大声呼噪。
李如柏军以为是后金主力发起进攻，惊恐溃逃，自相践踏，死伤1000余人。
朝鲜军队元帅姜弘立率领剩余的五千兵下山来投降，后金设宴款待他们之后，将他们释放回国，并且修书给朝鲜国主光海君。
萨尔浒之战，以明军的失败、后金军的胜利而告结束。
此战之后，后金军乘势攻占开原、铁岭，征服了叶赫部，酋长金台吉、布扬古被杀死，余部俱降建州。朝鲜王朝的光海君于公元1619年农历五月，派遣使者去后金致谢，从此对后金与明朝采取中立政策。
明军主帅杨镐兵败之后立即引咎辞职，后被拘押，崇祯二年被处决。
杜松与刘綎已死于战场，马林也于三个月后在开原战死，明军四路主将四人已失其三，仅有李如柏始终未遇敌，但在战役之后数日即为言官弹劾。
一年半后辽事更坏，此事再被提及，李如柏自杀以明志。
萨尔浒战役后，后金彻底起势，明朝再也压制不住后金，这也导致了后来满清入关。
至此，后金成了大明的心头之患。