巡抚王化贞还蒙在鼓里。二十二日晨，他刚起床，正阅读军书，外面发生的情况他一点也不知道。突然，参将江朝栋未经允许，擅自闯入他的卧室。王化贞大怒，厉声呵斥。江朝栋顾不得礼仪，急上前拉住王化贞，大呼：“情况非常危险，快走！快走！”王化贞顿时吓得不知所措。江朝栋挟起他就往外走，径直奔马厩牵马，但马已被叛兵窃去，幸亏还有忠于他的将领送来七匹马，江朝栋把他扶上马，二名家人徒步跟随，还有行李四箱，用二峰骆驼驮着，匆匆朝城门赶去。
城门已被叛兵把持，上前阻止王化贞逃跑，喊道：“你不能走！”说着，动手夺了一峰骆驼。王化贞说：“此皆往来书札，并无其他东西。”叛兵打开箱子，确无财宝，于是殴打王化贞和他的从人。正打得不可开交，江朝栋率数十人赶到，挥刀乱砍，把乱兵驱散，保护王化贞出城，遂弃广宁不守，踉跄西奔。辽东巡按方震儒还在城内，尚未起床，等他听说王化贞已逃，也慌慌张张单骑西逃。
王化贞一行，逃经大凌河，正遇上熊廷弼，原来熊廷弼听到西平、沙岭惨败的紧急报告，忙引五千兵马，离右屯入援，驻闾阳驿。监军许慎言曾力劝救广宁，计擒叛将。佥事韩初命反对此议，力阻去广宁。熊廷弼竟率众退还，行至大凌河，才巧遇王化贞。他一见熊廷弼，不禁哭了起来。廷弼冷笑一声：“六万军一举荡平辽阳，现在怎么样？”化贞羞愧不能答，略停了一会儿，提出如何守卫宁远及前屯。廷弼没好气地说：“哼！都晚了。你如不受骗出战，不撤广宁兵去镇武，当无今日之败！此时，正是兵溃之际，谁还肯为你固守？唯一的办法，就是保护百万生命入关，不被敌人掳去，也就够了。”
他把自己所率五千人交给王化贞指挥，负责殿后，他与韩初命等引领百姓进关。在撤退过程中，熊廷弼下令坚壁清野，尽焚明军与地方官府的仓储物资与设施。
兵民陆续至山海关，守关将吏唯恐有后金奸细混入，闭关不纳者三日。二十六日，熊廷弼抵关，说明情况后，才将他们放入关。接着，王化贞、高出、胡嘉栋等也先后进关。唯有兵备道参政高邦佐独自赴松山，长叹：“不能存广宁，何颜入关！”他决心以身报国，自缢而死。
王化贞逃跑后，孙得功和他的同伙千总郎绍贞、陆国志、守备黄进等把守城门，控制了广宁城。二十三日，孙得功派七人前往努尔哈赤驻地西平，迎请后金兵进城。努尔哈赤赏给来人银两与信牌。
二十四日，努尔哈赤率军开赴广宁。孙得功与黄进等率士民出城东三里望城岗，他们打着旗，撑着伞盖，抬龙亭，备轿子，吹奏鼓乐，迎接后金兵进城。努尔哈赤先令八旗诸贝勒与李永芳同至广宁，扎营教场，使人搜城毕，他才放心地骑马进城，至明巡抚衙门下马，将此地征作为他的临时行宫。后金兵不战而得广宁，距王化贞逃走时间仅隔两日。
后金占领广宁后，环广宁周围各堡也不战而降。计有：平洋桥守堡闵文龙、西兴堡备御朱世勋、锦州中军陈尚智、铁场守堡俞鸿渐、大凌河游击何世延、锦安守堡邓登、右屯卫备御黄宗鲁、团山守堡崔尽忠、镇宁守堡李诗、镇远守堡徐镇静、镇安守堡郑维翰、镇静堡参将周元勋、大清堡游击阎印、大康守堡王国泰、镇武堡都司金励、刘式章、李维龙、王有功。
还有壮镇堡、闾阳驿、十三山驿、小凌河、松山、杏山、牵马岭、戚家堡、正安、锦昌、中安、镇夷、大静、大宁、大平、大安、大兴、盘山、大茂、大胜、大镇、大福、大定等，共四十余堡镇及其将吏所属百姓，皆入后金的掌握之中。
有明一代，先防蒙古，后防女真，沿边大修长城、边墙、台堡，列兵戍守。“辽左至山海关直至（原）、铁（岭），每三十里即筑一城，势如连珠，明季防边旧制也。”明所修堡台及报警的烟墩，密如蛛网，“棋布星罗，千里相望，沿边诸山顶亦处处有之”。“明季防边至周且备，不知费几万万金钱！”朝鲜也为之感叹：“中华物力殆非斗筲所可量测也”。但与后金战争开始以后，这些数以几千计的堡台烟墩组成的防御体系很快被冲垮，一个个堡台都成了后金轻而易举的攻击目标。
消息传入京师，满朝震惊。朱由校虽然知道明与后金之间战争的最后结果，但也想不到会输得这么惨。心里后悔没有下决断早听熊廷弼的。王化贞失守广宁后立刻上疏奏：“本职席蒿待罪，罪应万死。”熊廷弼二月二日自山海关上奏，即表示自己“辜负圣恩，已在不赦之科矣。臣回关之日，拟即槛车赴阙，以候诛戮。”他正在安置进关难民，等安置完毕，他就“奔趋藁街，愿以身明白受法。”
朱由校批复道：“封疆失守，熊廷弼不能推卸罪责，姑且准予戴罪守关，立功自赎。”
不久，骆养性的密报到了，他在王化贞逃走后又在广宁附近躲藏了一段时间，然后才回到山海关。据他所说，王化贞逃走时，广宁城防具齐全，且还有近一万六千多士卒，如果熊廷弼能及时进驻广宁，其实很大可能是可以保广宁不失的。
而熊廷弼虽名为经略，但广宁军基本上都在王化贞手中，熊廷弼只有五千兵，他不敢去广宁，应该是怕自己不能控制住广宁的兵将，并且高估了建奴的军事力量。
另外，锦衣卫早对孙得功有所怀疑，而且将怀疑报告给了熊廷弼和王化贞二人，而两人的回复是不用怀疑，孙得功是王化贞心腹，骆养性能够理解，而和孙得功并不熟的熊廷弼都觉得孙得功不用怀疑，使骆养性觉得熊廷弼身边应该还有后金谍子。