摧毁明军的炮兵火力后，后金军更加习惯山地作战的优势凸显。他们在大雾掩护下，悄悄越过战壕，摸进明军营垒发动突袭。明军主力部队被击溃，杜松阵亡。
北路军统帅马林获知杜松死讯后，将部队部署在萨尔浒东北的尚间崖摆开防御阵型。他绕营寨周围挖掘里外三层堑壕，分别布置火炮、骑兵，同时在最外围部署战车加火枪手以阻挡后金骑兵突击。
这是比较稳妥的打法，但马林低估了努尔哈赤的指挥能力和后金骑兵的机动性。
努尔哈赤只在阵前留下五千骑兵以诱敌，主力部队却全部登上东山高地埋伏起来待命。
马林果然上当，他以为后金兵只有五千左右，决定主动出击。当马林部放弃火炮的防御威力，以步骑出营之后，后金大军从山下俯冲而下，直杀明军阵型中央。明军溃败，副将麻岩阵亡，马林侥幸脱险。
此时，晚明第一猛将刘綎还不知前方败绩，仍然按原计划率东路军攀登山路向北挺进。途中遭遇后金兵伏击，刘綎战死沙场。
四路大军，已败其三。坐镇中军的杨镐毫无作为，只能传令李如柏回师。李如柏军在撤退途中因惊恐而自相践踏，死伤一千余人。
明军一败涂地。据统计，此战文武将官阵亡三百余人，士兵死亡近五万人，损失枪炮火铳两万余支，丢失骡马等脚力近三万匹。
此战过后，杨镐引咎辞职，后坐罪处死。李如柏未战而退兵，遭言官弹劾，后自杀以明志。
萨尔浒大战是明清战争史上一次具有决定性意义的战役。经此一役，明军退守辽西，由进攻转入被动防御。努尔哈赤则稳固了后金政权，夺取了辽东战场的主动。
形势对于明朝极为不利，但对于后金来说，却是大吉。
鉴于辽东形势危急，徐光启提出了重点防守的战略，建议集中兵力防备辽阳等军事城镇。
徐光启（1562年－1633年）是万历年间进士，在嘉靖朝官至礼部尚书兼文渊阁大学士，位居内阁次辅。他对中国最大的贡献不在政治，而在科技。
徐光启和他的老师利玛窦共同翻译了《几何原本》前六卷，这本书改变了中国数学的发展方向。同时他还独立撰写了《勾股义》和《测量异同》。
徐光启精通农学，关于农业科技的着作非常多，其中尤以《农政全书》最有影响。该书是“中国古代五大农书”之一。全书分十二目六十卷，共计五十余万字，集中国古代农业科学之大成， 并将治国治民的农政思想贯穿其中。
徐光启曾不断上疏，建议引进火炮制造技术，他对火器在军事领域的运用做过深入探索。只可惜，他最终没有点亮中国的火药及枪炮制造科技树。
提到徐光启，就不得不提到他的意大利籍老师利玛窦。
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