满桂中箭，发现箭支上有袁崇焕部标识，于是告至御前，皇帝在对战争部署的重重疑虑中召见袁崇焕，要求解释，袁崇焕无言以对。于是宣布予以收押待审。而此消息传出，关宁军当即弃守防线，开始返回驻地山海关。后金军乘机逼近山海关。其实，皇太极多次领教过袁崇焕的厉害，知道硬攻是斗不过袁崇焕的。如果袁崇焕不去，后金实在没有把握能使明廷屈服，便祭出反间计，目的就是去除明蓟辽督师统帅袁崇焕。
仿制明辽东军衣物、武器和箭只，还有伪造的书信等物。皇太极北京兵败后，故意将此前抓到太监放了，还假装说袁崇焕与后金军有秘密约定等事情特意让他们听见。这两个太监逃回北京，到处宣说袁崇焕与后金达成密约，志在推翻明王朝。袁崇焕千里迢迢勤王救驾、自认为有功无罪、但朝中大臣却有很多人认为是袁崇焕放清兵入关，于是纷纷诽谤袁崇焕与后金军有勾结，朱由检对此也很怀疑。
按说明思宗朱由检也是一个好皇帝，当时国家财政困难，为了收复辽东，抗击他自己也节衣缩食、号召各级官员勤俭节约，支援前线作战。朱由检原本对太监的传言持否定态度，架不住朝廷大臣起哄。特别是魏忠贤遗党王永光、高捷、袁弘勋、史褷等人为了给魏忠贤报仇，状告袁崇焕以擅自与后金军议和、擅杀毛文龙，要求朝廷以这两条罪名定袁崇焕的死罪。
崇祯帝知道与后金议和是袁崇焕上书朝廷后操作的，用今天的话说，符合组织程序，而且是经过朝廷批准的，何来投敌之说；斩杀毛文龙也是出于朝廷赐予袁崇焕先斩后奏的权利，出于军情防止哗变的也无可厚非。但朱由检是个刚愎自用的人，爱好自己脸面，对这件事没有明确表态，想看看大臣们的意见。只是，袁崇焕树敌太多，朝中大臣为他说好话的不多，特别是持中立的害怕祸及自身更是缄默不语。
袁崇焕自己有口难辩，正应了他自己当年说的，越是正直，“罪过”越大。特别是崇祯二年（1629年），蒙古大旱，粮食奇缺，袁崇焕将粮食“私自”卖给蒙古，充资军费这一条说不清楚，朝廷认定袁崇焕通敌“罪名”成立。崇祯三年（1630年）八月，袁崇焕被朱由检认为与后金有密约而遭凌迟处死，家人被流徙三千里，并抄没家产。
抄家时，袁家实无余财。据说袁崇焕临死的那天、仰天大呼“冤枉”！刽子手剜掉袁崇焕的舌头在，一代忠臣袁崇焕就这样被冤死了。袁崇焕的死，伤了许多戍边将士的心，从此辽东将士再也“无人”能挡住后金（清）军的进攻了。直到清康熙四十一年（1702年），由清内务府公布皇太极的反间计真相，天下人才知道袁崇焕是被明朝廷冤杀的。
