1631年（崇禎四年）農曆九月，金兵哨探報告明總兵吳襄和宋偉再次率兵來援，皇太極率軍迎了上去，途中見到前面煙塵滾滾，便知是敵人的援兵。
皇太極與弟弟多鐸走在前面，沿著山悄悄行進，明軍也有哨探，他們發現了這一小股隊伍，六千大軍掩殺過來，皇太極率身邊的二百名親兵衝了過去，明軍六千多人竟被二百人衝殺得潰不成軍，緊接著後面大軍趕到，又是一番乘勝追擊，六千人大敗逃歸。第三次救援失敗得更慘。
為了進一步消耗城中的力量，皇太極利用祖大壽渴盼援軍的急切心態，搞了一次假增援，金兵們穿上明軍將士的衣甲打著明軍的旗幟，高喊著鋪天蓋地殺向金兵大營。祖大壽在城頭一看，喜出望外，立即率兵衝了出來，欲裡應外合，突出重圍。
他哪裡知道皇太極已設下埋伏，一心想活捉他。待他殺出城，眼看要與援軍匯合時，援軍突然變成了金兵，直接奔他而來。祖大壽大驚失色，這才知道上了人家的誘敵之計，急忙後撤。但他已陷入金兵的重重包圍中，好在部下們都英勇無比，拼命廝殺，總算沒有被活捉，狼狽地逃回城中，從此再也沒有出過城。
從1631年（崇禎四年）農曆八月六日圍城到農曆九月十九日的假增援，大淩河城已被圍困了四十八天，城中早已斷糧。從城裡逃出來了一個商人，叫張翼輔，他說：城裡邊先是殺戰馬，吃馬肉，馬幾乎殺盡了，開始吃人，當然是先吃手無寸鐵的築城民夫，也吃那些餓死計程車兵。惟有幾個大官還有米一二升而已。史載城中正“炊骨析骸，古所未聞。”什麼意思呢，就是用人骨頭當柴燒，把人肉割下來烤著吃。整個城中到處是人的遺骸，到處在燒人肉吃，此時的大淩河已變成了一座光天化日朗朗乾坤下活生生陰森森的陰曹地府。