两年下来，孙阁老和袁军门一直没有发动大战役的机会，而发动战略总反攻把后金赶出去的机会又不成熟。但反过来说，孙阁老在无形中为朝廷省下了许多军费，确保了山海关安然无恙，使明朝有了更多的机会养精蓄锐，充分显示了天朝的不战之威。”首辅孔贞运评价道：“公久历海上，凡地形险易，军储盈缩，将吏能否，虏情向背皆洞若烛照，故登莱终公（袁可立）之任销锋卧鼓。”这也从另一方面肯定了孙承宗和袁可立积极防御之功。令人惋惜的是，正当孙、袁二公积数年之力准备大有作为组织大反攻之时，阉党已全面掌控局势，逼迫袁可立和孙承宗先后去职。
孙承宗与袁可立是很好的搭档，但从后来柳河之役的失败来看，袁可立的离任对孙承宗的军事行动有很大的影响。从战争结果看，袁可立的实战能力更强，在登莱缺粮少援的弱势状态下，竟然能在数月内组合优势兵力纵横海上，战线绵延上千里，调度两镇兵马多次奇兵突袭，以反间计策反后金女婿刘爱塔，连克金、复、盖三卫及旅顺、红嘴、望海、永宁等多堡要地，使后金数年间蜷缩一隅无以西窥。袁可立的登莱战区竟然成为了明清战争史上唯一主动出击叫战的正面战场，袁可立离任不久，孙承宗也因为柳河之败离职了。
此时，魏忠贤企图揽权，见到孙承宗功劳非常高，想要攀附，派刘应坤向孙承宗表明自己的意思，但孙承宗见到刘应坤之后与他一句话也不说，魏忠贤因此记恨孙承宗。魏忠贤迫害朝中大臣，将杨涟、赵南星、高攀龙等驱逐出京，孙承宗正在巡视蓟州一带，想到上反对奏书皇上未必会亲自阅览，以贺寿为由请求入朝面奏，借机弹劾魏忠贤。魏广微听说后，将这个消息告诉了魏忠贤，说孙承宗打算以清君侧为由杀掉魏忠贤，魏忠贤跑到熹宗床前，哭着求情，顾秉谦也说没有圣旨私自离开防守的地方，不合法度。
熹宗连夜召见兵部尚书，派三人骑快马阻止孙承宗，魏忠贤又假传圣旨给九门的宦官，若孙承宗到了齐化门，就将他绑了。孙承宗到达通州后，接到熹宗的旨意，只好返回辽东，魏忠贤又让党羽李蕃、崔呈秀、徐大化上书诋毁孙承宗，孙承宗请求罢官。
给事中郭兴治请求朝中大臣讨论孙承宗的去留问题，很多人都弹劾孙承宗说他冒领军饷，而吏部尚书崔景荣支持孙承宗，熹宗下诏让孙承宗继续督师辽东，却让孙承宗精兵简将，减少军饷。而孙承宗刚刚派遣诸将分别驻守锦州、大小凌河、松山、杏山、石屯等地，扩张二百里，将尤世禄、李秉诚等将罢免，裁剪军队一万七千人，节省开支六十八万。孙承宗利用自己稳扎稳打的策略逐渐向前推进，努尔哈赤慑于孙承宗的威力，竟然舍弃了新都城辽阳，北迁首都于沈阳。
这时，有人怀疑孙承宗的堡垒战术过于劳民伤财，不可久持。兵科给事中李鲁生言：“从古征战未有陈师境上数年不进者，亦未有去敌既远虚设十余万之众坐食自困者，有之则守戍之众而非进取之旅也。战守机宜专决于外，臣何敢遥度。但战则有战法，秣马厉兵，简卒克乘，刻期举事，即有大费，可期永省。守则有守法，远斥堠，固营垒，高城深池，屯田积谷，以待事会。兵不须众，马不须多，庶堪持久。今以十四万之众，岁费六百万，虽言唯敌是求，其实百事不办，战固未能，守亦羞称，虚糜自弊而不虞其后，臣所为中夜彷徨，当食废着也。枢辅当审时度势，知彼量己。可战则用战法，可守则用守法。”
马世龙误信降人降将刘伯漒，派鲁之甲、李承先袭取耀州，中计身死，损失四百余人，是为柳河之役。魏忠贤党羽趁机弹劾马世龙和孙承宗，孙承宗强烈请求辞官，熹宗同意孙承宗辞官，并给孙承宗加特进光禄大夫，儿子世袭中书舍人，又赏赐蟒服、银币等，并派人保护孙承宗回家，而让兵部尚书高第为辽东经略。没过多久，喻安性也罢官，熹宗于是不再设立巡抚。
高第上任后，将两百里守兵全部撤回，退守山海关，而努尔哈赤得知孙承宗辞职后，率军大举进攻。袁崇焕抗拒高第的命令，不肯撤出宁远城，与满桂、祖大寿等依靠昔日与孙承宗做的军事准备将后金军击退，取得宁远大捷。而高第却试图以宁远被围，关门兵只有五万的理由来弹劾孙承宗，孙承宗告诉户部说：“高第到山海关时领了十一万七千人的军饷，现在只给五万人的军饷就可以了。”于是高第以妄言被治罪，魏忠贤也想陷害孙承宗，但也失败。
孙承宗督师辽东四年，前后修复九座大城，四十五座堡垒，招练兵马十一万，建立十二个车营、五个水营、两个火器营，八个前锋后劲营，制造甲胄、军用器械、弓矢、炮石等打仗用的装备有几百万，开疆扩土四百里，屯田五千顷，年收入十五万。熹宗记孙承宗大功，让他的儿子世袭锦衣卫千户。
朱由校驾崩，其弟明思宗朱由检即位，王在晋得以入朝为兵部尚书。王在晋对孙承宗痛恨不已，坚持说马世龙和茅元仪迷惑中枢，败坏了边关事，又唆使谏官等交口诋毁孙承宗，来阻止他出来做官，极力诋毁孙承宗以及马世龙，阻拦孙承宗的出仕。
后金大举进攻，从大安口直取遵化，快要直逼都城，朝中大臣奏请朱由检应该召来孙承宗。于是，朱由检下诏仍以孙承宗原来的官职兼任兵部尚书去驻守通州，孙承宗入宫后，朱由检在平台召见，问孙承宗的退敌策略，孙承宗说：“我听说袁崇焕驻守蓟州，满桂驻守顺义，侯世禄驻守三河，这是防守的好策略。但又听说尤世威回昌平，侯世禄驻守通州，有些不合时宜。”朱由检问：“你打算守三河是什么意思？”孙承宗说：“守三河可以阻止敌人西奔，遏制敌人南下。”朱由检觉得孙承宗的计策很好，又问：“那又要怎么保卫京都。”孙承宗说：“在危急的时刻，不能让守城人忍受饥饿寒冷，整备好军备，犒劳将士们，巩固人心。”
孙承宗的计策朱由检都觉得很好，对孙承宗说：“你可以不去通州，就在京城总督内外军务，运筹帷幄。”于是，孙承宗让首辅韩爌修筑关防，又亲自到都城各处巡防，第二天半夜，朱由检突然传旨让孙承宗去守通州。孙承宗领二十七名骑兵出东便门，直奔通州，与保定巡抚解经传、御史方大任、总兵杨国栋固守通州。不久之后，后金军绕道直逼京都，孙承宗派遣尤岱率领三千骑兵支援，派遣刘国柱率领二千兵马与尤岱回合，调三千密云兵驻守东直门，五千保定兵驻守广宁门，又派人收复马兰、三屯二城。
袁崇焕因一系列罪行被下狱，将领祖大寿在城外与后金军作战时，被自家军队用炮石砸击，祖大寿进退两难，与副将何可纲率领五千人往东溃走。孙承宗得知后，急忙派遣贾登科带着自己的书信去抚慰祖大寿，又派石柱国抚慰其它将士，祖大寿却不为所动。但孙承宗也认为袁崇焕有罪，但仍然上书朱由检，力保祖大寿，说祖大寿不会真的反叛。孙承宗又派人让祖大寿上奏章说明自己为什么往东溃逃，祖大寿于是向皇帝朱由检上书，朱由检非常高兴，不怪罪祖大寿。而辽东将士大多马世龙部曲，朱由检命孙承宗移镇关门，溃逃的将领听闻孙承宗与马世龙到来，才安心回归。
后金占据遵化、永平、迁安，又分兵攻取抚宁，抚宁是祖可法在守，后金军攻取不下，又转攻山海关，又攻不下，后金军又攻抚宁及昌黎，可还是攻不下。而孙承宗抚慰溃军，祖大寿等重归于麾下，又有马世龙及四方援军，孙承宗又招募大量死士沿海守卫直达京师。
京都戒严后，全国各地来勤王的士兵多达二十万，在蓟门及京畿一带驻扎，马世龙建议孙承宗先收复遵化，但孙承宗认为遵化在北，容易攻取却很难守，不如收复滦州。计划好后，孙承宗令东西各营一起进兵，祖大寿、尤世禄等攻克滦州，王维城等攻克迁安，孙承宗占据永平，谢尚政攻克遵化，后金军溃败而走。皇帝朱由检加封孙承宗为太傅，再赐蟒服、金币等，子孙世袭锦衣卫指挥佥事。
孙承宗巡视松山、锦州等，上书朱由检关内外政事，朱由检全部采纳，又加孙承宗太傅，兼领尚书的封路，子孙世袭尚宝司丞，又赏赐蟒服钱币等。因先前高第尽撤宁锦防线，右屯、大凌河等城被毁，孙承宗派人对其进行重新修筑，后金军却突然来围攻，孙承宗赶赴锦州，派遣吴襄、宋伟前往救援，而辽东巡抚邱禾嘉多次改变出师的日期，导致吴襄、宋伟在长山被后金军打败。祖大寿投降，大凌河刚被修好就被损毁，朝中大臣于是责怪孙承宗修复旧城导致失败，丧师辱国，孙承宗以病请辞，而后回家乡高阳居住。
清军大举进攻，进攻高阳，赋闲在家的孙承宗率全城军民守城，城破被擒，自缢而死，他的五个儿子，六个孙子，两个侄子，八个侄孙战死，孙家百余人遇难，孙承宗时年七十六岁，朱由检闻讯后哀伤悲叹，命有关官员从优抚恤。
