此后崇祯帝以议饷为由，再次召见袁崇焕、祖大寿、满桂等人。
崇祯帝当着众人的面，质问袁崇焕之前擅杀毛文龙，而如今却不能抵御建奴。
袁崇焕对此惴惴不安，许久后才回答道，“是诚臣罪，是皆臣做出来的罪，臣甘领受。”
见袁崇焕认罪，崇祯帝遂命锦衣卫的张懋忠等人将他拿下，押送大牢，等候处分。
在场的诸位大臣，虽然有劝谏崇祯帝不可临阵换帅的，但崇祯帝不为所动。
但崇祯帝为了安抚满桂、祖大寿等人，并没有难为他们，而是令其还营，并以满桂接替袁崇焕统领诸军。
当袁崇焕被捕的消息传开后，关宁将士闻讯大哭。
因为在这些士兵的眼中，袁崇焕从不拖欠他们的军饷胜利，是个好官，至于上层的权力斗争，普通士兵并不在意。
此后京城中，陆续生了京城守军猜忌、杀害关宁军的事情。
因此关宁军的普通将士更加对崇祯帝不满，都说，“以督师之忠尚不能自免，我辈在此何为？”
最后，祖大寿、何可纲率关宁军一万五千人私自跑回了辽东。
崇祯帝得知后大惊，召见大臣等商议对策，司礼太监王永祚向崇祯帝建议，此时只有袁崇焕的手书才能平息事态。
于是崇祯帝让锦衣卫指挥使刘侨到大牢中，要求袁崇焕给祖大寿写信。
袁崇焕起初并不肯，甚至说道，“我一死耳，何又作死？”
但刘侨说这是崇祯帝的旨意，也许袁崇焕写了后，崇祯帝就会放他一条生路。
袁崇焕信以为真，边哭边叩头，答应了崇祯帝的要求。
崇祯帝在得到袁崇焕所写的“勤王赎罪”的信后，派快马追上了私自东归的祖大寿所部。
祖大寿在看到袁崇焕的亲笔信后，再加上多方劝说，最终听旨，带着士兵又回到了京城，继续保卫北京。
经过这件事之后，崇祯帝对袁崇焕的态度算是有所好转，将他从锦衣卫的大牢移到了刑部的大牢。
还派人给他治病、送他锦被。
虽然崇祯帝对袁崇焕的态度有所好转，但仍旧是拒绝听从释放袁崇焕的建议。
不仅如此，崇祯帝还下令，将替袁崇焕喊冤最卖力的一个叫程本的门生处死。
在袁崇焕下狱后，原本准备撤军的皇太极再次卷土重来。
并又在永定门外大败明军，取代袁崇焕的大将满桂阵亡。
危急时刻，幸亏祖大寿带着私自东归的关宁铁骑回师西援。
收复了遵化、永平、滦州、迁安四城，将后金军全部赶出长城外，取得“遵永大捷”。
此时的袁崇焕仍在狱中，但当遵永大捷的消息传开后。
崇祯帝对袁崇焕的态度有所松动，还曾叹道，“守辽非蛮子（袁崇焕是广东人，在当时属于蛮夷之地）不可”。
虽然崇祯帝对袁崇焕的态度有所松动，但当时的内阁辅温体仁因为党争的原因，曾多次与袁崇焕结仇。
因此十分厌恶袁崇焕，非要置袁崇焕于死地。