袁崇煥積極營建關寧錦防線，皇太極久攻不下，死傷慘重。可惜明朝內部宦官魏忠賢把持朝政，他未幾以不救錦州為由，彈劾袁崇煥。袁崇煥不得已告老還鄉。他再次復出，熹宗已經去世，思宗即位，魏忠賢被誅。
袁崇煥擔心朝廷內有人妒忌自己功高，趁機惡意中傷。思宗請袁崇煥無需疑慮，且親自賞賜尚方寶劍 (一種軍事授權，由皇帝賜與武將，許其在戰場上直接誅殺低層軍官及士兵，不用特別上奏朝廷)。
袁崇煥到任後，不久和毛文龍發生衝突。毛文龍曾多次襲擊清軍失敗，在皮島駐紮。袁崇煥於管理皮島兵餉問題上與毛文龍意見不合，毛文龍亦堅持自己了解遼東局勢，能解決滿洲，順勢攻佔朝鮮。袁崇煥卒之決定去除毛文龍，宣佈毛「十二大罪狀」，命人除其衣冠並捆綁，祭出尚方寶劍把他誅殺。
《朝鮮李朝實錄中的中國史料》：
島中將卒聞其死，皆哭。
《毛太保公傳》：
鐵山、皮島俱祠祀公。遼左遺民有挈妻子來，競無所歸，號泣自經於祠下者。
可見毛文龍頗得民心。他開創軍事重鎮東江鎮，又令華北地區經濟繁榮。
關於袁崇煥執意殺毛文龍的原因，吳晗、閻崇年認為，是毛文龍私通後金所致。毛佩琦等則指出，毛文龍被害的主因，是不受朝廷的約束，尤其是不願接受袁崇煥的控制所致，而袁崇煥的制約方式等同奪取皮島的管治權，徹底架空毛文龍，毛文龍不肯就範也在情理之中。
另《明季北略》：
遼民苦虐於北，時欲竄歸中朝，歸路甚艱，百計疾走，數日方抵關，文龍必掩殺之，以充虜報功，是其大惡。又驕恣，所上事多浮舉，索餉又過多，朝論多疑而厭之，以方握重兵，又居海島中，莫能難也。崇煥初斬文龍，上甚喜，嘉諭倍至。
此見毛文龍行為亦有過份的地方。
要之，思宗對袁崇煥殺毛文龍感詫異，《明史・袁崇煥傳》：
還鎮，以其狀上聞，末言：「文龍大將，非臣得擅誅，謹席稿待罪。」時崇禎二年五月也。帝驟聞，意殊駭，念既死，且方倚崇煥，乃優旨褒答。俄傳諭暴文龍罪，以安崇煥心，其爪牙伏京師者，令所司捕。
他對袁崇煥的信任逐漸動搖。
崇禎二年 (1629 年) 十月，皇太極得知毛文龍已死，決定兵行險著，率十萬精兵，繞道蒙古，由喜峰口攻陷遵化，直迫北京。袁崇煥雖可解京城之圍，卻躲不過皇太極的反間計，《明季北略》：
都中又喧言崇煥導虜入犯，上甚切齒。先是，虜出獵，擄我多人。中有二璫，上命偵崇煥者，亦被擄。虜視之，知為璫也，乃設一記，佯為袁遺書約犯邊，答云：「知道了，多謝袁爺。」又佯驚云：「乃為璫聞，縛璫亟斬之！」又故遺一奴私放璫歸。璫歸，上其事。上再召崇煥入，即下詔獄。
《明史・袁崇煥傳》：
會我大清設間，謂崇煥密有成約，令所獲宦官知之，陰縱使去。其人奔告於帝，帝信之不疑。十二月朔再召對，遂縛下詔獄。
崇禎三年 (1630 年)，袁崇煥因「通虜謀叛」、「專戮大帥」等罪名，被判凌遲 (由劊子手用利刀將受刑者身上的皮肉逐塊切走，由數百至數千切不等。受刑者往往要忍受數小時的痛楚才會失血而亡)，死前留下遺言「一生事業總成空，半世功名在夢中。死後不愁無將勇，忠魂依舊守遼東。」
張岱《石匱書》：
劊子手割一塊肉，百姓付錢，取之生食。頃間肉已沽清。再開膛出五臟，截寸而沽。百姓買得，和燒酒生吞，血流齒頰。
《明季北略》：
江陰中書夏復甦，嘗與予云：昔在都中，見磔崇煥時，百姓將銀一錢，買肉一塊，如手指大，啖之。食時必罵一聲。須臾，崇煥肉悉賣盡。
個個都信以為真，覺得袁崇煥通敵賣國。百姓愚昧，君主猜疑，明朝焉得不亡？
