满门皆荣
随着祖大寿地位的迅速上升，祖氏满门都获封官职。祖大寿的兄弟祖大乐、祖大成、祖大弼，子侄祖泽远、祖泽沛、祖泽盛、祖泽法、祖泽润、祖可法等，都是上自总兵、下至副将、参将、游击的各级军官，分驻宁远、大凌河（今辽宁凌海市）、锦州诸城。为表彰祖氏世代镇辽的功勋，明朝崇祯皇帝即位后，特命于宁远城内敕建祖氏四世镇辽的功德牌坊。[4]
己巳之变
参见词条：己巳之变
皇太极打锦州、宁远不下，便改变了战略，于1629年（崇祯二年）农历十月率十万大军从蒙古方向攻入长城，一直打到北京城下。当时，明朝军队主力都在山海关外布守，袁崇焕急率祖大寿驰援北京城，并在广渠门外与皇太极展开激战。孤军深入的皇太极怕袁崇焕与北京城内外合击，不得不撤军而走，清人销毁明朝的大量原始记载，为神化自己编造谣言说临走时布下所谓反间计。崇祯皇帝将袁崇焕下狱问罪，祖大寿既寒心又愤怒，率部东走，崇祯皇帝无奈之下让袁崇焕写信招回祖大寿，孙承宗也遣使抚慰，请祖大寿立功赎袁崇焕之罪，祖大寿便又回到了关内。[8]
收复永平
1630年（崇祯三年）春，后金军攻克明朝永平等四城，皇太极听说祖大寿的族人居住在永平三十里村，就命令军队去抓人，得到祖大寿一个侄子及其亲戚家属。皇太极给祖大寿侄子一所住宅，并派兵监视。
不久，崇祯皇帝命令祖大寿与山西总兵马世龙、山东总兵杨绍基会师，率领副将祖大乐、祖可法、张弘谟、刘天禄、曹恭诚等进攻滦州，攻取滦州之后，进逼永平，贝勒阿敏等丢弃四处城池领兵返回后金。于是，祖大寿又回到锦州前线防守。但祖大寿从不只身离开军营，生怕叫东厂的特务抓了去。[9]
大凌河之战
1631年（崇祯四年）农历七月，祖大寿奉命于大凌河筑城保卫锦州，在他修了不到半个月，城墙雉堞还没修完时，皇太极大军便兵临城下，将大凌河城包围。祖大寿只好关闭城门，仓促应战。
城中粮草仅够几天之用，围了不几天城中就断粮了。城中将士无不惊恐万状，祖大寿作过几次试探性的突围，都被金兵杀了回去。无奈之下，只好坐困愁城，盼着援兵。
皇太极在围困大凌河城十天后，便开始了对祖大寿的劝降工作。但祖大寿不为所动，对皇太极根本不予理采。
皇太极为了进一步消耗城中的有生力量，搞了一次假增援，祖大寿盼望援军心切，急忙率军出城相迎，欲前后夹攻，实现突围，结果上了大当，被杀得大败，损失十分惨重，祖大寿再也不敢出城应战。
皇太极于1631年（崇祯四年）农历十月七日和十月九日这两天先后致书祖大寿、何可纲、副将张存仁，劝其速降。但仍遭到祖大寿的拒绝。
于是皇太极又亲自写信给祖大寿，他解释说：“过去杀辽民确有其事，我深为懊悔，我们早就不那样做了。至于永平屠城那是二贝勒阿敏所为，他因此也受到了严惩，希望你不要存此偏见。但祖大寿等还是不信。
明军几路救兵四次援救，都被后金军击败。祖大寿的多次突围也没有成功。大凌河城被围了三个月，城内的粮食吃完了就杀马吃，马吃没了，就杀人相食。大凌河城百姓被充作军粮杀尽。
1631年（崇祯四年）农历十月初七，皇太极再次致书祖大寿，又派降将姜新赴城中面谈。祖大寿派出一位叫韩栋的将领到金营中谈判。农历十月二十五日，祖大寿最后下了决心，他邀后金将领石廷柱进城商议降金事宜，当晚祖可法、祖泽润、刘天禄、张存仁等四人随石廷柱一同到了金兵大营，皇太极亲自迎接，四人跪倒便拜。皇太极急忙上前一步搀扶，以女真人最高贵的礼节抱腰礼相见。然后设盛宴款待，四人被请至座中。
1631年（崇祯四年）农历十月二十八日，祖大寿杀死宁死不降的何可纲，大开城门，率众将来到金营。皇太极与代善、莽古尔泰及众贝勒众大臣，一齐隆重迎接祖大寿一行。后双方登坛发誓祭天，盟誓祭天毕，皇太极携祖大寿手进入大帐，为祖大寿设宴庆贺。[2]
逃回锦州
投降后的祖大寿向皇太极建言：自己妻子儿女均在锦州城里，趁锦州不知自己已经投降，愿带一支兵马去锦州，在城里当内应，夺取锦州城。皇太极同意放祖大寿去锦州城。
祖大寿一回到锦州城就组织防御，抗击清军。辽东巡抚丘禾嘉向朝廷参奏祖大寿率队献城投降，崇祯皇帝不仅没有降罪，反而提升祖大寿为左都督，领锦州。
崇祯皇帝三次下诏，命祖大寿进京觐见，祖大寿都借故推辞，始终坚守在锦州城里。
后金方面，皇太极三番五次派密使前来，提醒祖大寿不要忘记以前的约定，即刻动手夺下锦州城。祖大寿以各种理由搪塞，并且多次与清兵激战。皇太极对留在后金军营中的祖大寿之子祖可法等人，一直以礼相待，并且频繁给祖大寿写信。
1638年（明崇祯十一年，清崇德三年）农历十月，皇太极亲自率领部队进攻明朝，率领郑亲王济尔哈朗、豫亲王多铎出宁远、锦州大道；睿亲王多尔衮为左翼，自青山关入；贝勒岳讬为右翼，自墙子岭入。祖大寿在中后所（今辽宁绥中县城）屯兵，领兵偷袭多铎，多铎战败。第二天，多铎与济尔哈朗合兵出战，祖大寿收兵回中后所。不久，皇太极亲自来到中后所，派使者给祖大寿带话：“自大凌河一别后已过数年。我不畏艰苦而来，就是希望与将军见上一面。至于将军是归降我大清还是仍留在大明，绝不勉强，将军自己决定去留。上次是我释放了将军，如借会见之名诱捕将军，我还凭什么取信天下之人呢？这些年将军虽然屡次率队与我军发生冲突，但我知道你是在执行命令，尽自己的职责，我不会放在心上的，请将军不要怀疑。”
第二天，皇太极又命令释放抓获的明军俘虏，并让他带信给祖大寿。信上说：“我在大凌河释放了你，我的大臣都说我看不清人。现在，将军应该出城与我相见，证明我没有看错你。如果将军不放心，我们各带一两名亲信随从，在两营的中间处会晤。我这么做，只是为了自我解嘲罢了，同时也让将军的子侄和大凌河的将帅都知道将军是履行诺言的人。”
祖大寿却始终没有露面。[2][10-11]
再次降清
1639年（明崇祯十二年，清崇德四年）农历二月，皇太极再次进攻明朝，以武英郡王阿济格为前锋，亲自督军包围松山。明朝崇祯帝下召命令祖大寿前去支援松山，祖大寿刚刚行军，清军就到了，于是祖大寿去宁远驻守。
皇太极派遣使者去锦州告诉祖大寿的妻子，叫她以利害诱导祖大寿投降。祖大寿选蒙古、汉族兵各三百，命令祖克勇及副将杨震、徐昌永等取道边外进取锦州，到乌欣河口；清军将领阿尔萨兰以满、蒙兵一百六十人与明军交战，清军胜，斩明军八十四人，得马一百五十匹。
皇太极下令停止进攻松山，后金军返回盛京（今辽宁沈阳）。于是祖大寿又进入锦州驻守。
1640年（明崇祯十三年，清崇德五年）农历五月，皇太极到义州视察，蒙古苏班岱等请求归降，皇太极命济尔哈朗等率军一千五百人前去迎接。祖大寿得知清军人少，命令游击戴明与松山总兵吴三桂、杏山总兵刘周智合兵七千人出击，却被济尔哈朗打败。
于是皇太极命多尔衮、济尔哈朗等带兵轮番攻锦州。1641年（明崇祯十四年，清崇德六年）农历三月，皇太极再次发兵围攻锦州。明蓟辽总督洪承畴率吴三桂等八总兵领兵十三万来援，驻扎在松山。皇太极亲率军队切断明军粮道，明军大乱。清军趁势掩杀，总督洪承畴等被围于松山。
1642年（明崇祯十五年，清崇德七年）农历二月，松山城破，洪承畴被俘之后解送盛京（今辽宁沈阳），洪承畴投降清朝。
1642年（明崇祯十五年，清崇德七年）农历三月初，被围困了整整一年的锦州粮绝援尽，城中杀人相食的惨状再度重演。于是祖大寿在三月初八亲率部众开城出降。
捷报传到盛京，皇太极大喜过望，命人立刻将祖大寿送到盛京。当祖大寿跪倒在崇政殿时，皇太极走下宝座，亲自将他扶起，好言抚慰：“你上次背叛我是为了你的主子，为了你的妻子儿女和宗族。我曾经对大臣们说过，祖大寿一定不能死，如果以后再次投降，我也决不会杀他。事情过去就过去了，只要以后能够尽心尽力地侍奉我就可以了。”
祖大寿被授予汉军正黄旗总兵的职位。塔山、杏山也相继落入清军之手。山海关外，仅存宁远一座孤城。祖大寿的外甥吴三桂既是明军事重镇宁远总兵，又是辽东提督，统率关外明军。皇太极让祖大寿写信招降吴三桂，吴三桂回信拒绝。[2]
因病去世
1644年（清顺治元年）农历九月，爱新觉罗·福临在辅政大臣济尔哈朗的护送下，从盛京（今辽宁沈阳）抵达北京，祖大寿跟随入关。
1656年（顺治十三年），祖大寿在病死于北京祖家街的府宅。[2]
皇太极：“能久守者，读书明理之效。”[12]
石廷柱：“第明国京都，倚祖大寿为保障。”[13]
夏允彝：“大寿家富而勇，曾犯法，几被戮于承宗，赖崇焕力救，故相得甚欢。及为大帅，子弟皆贵为刘帅，家丁皆夷人、辽人，多善战。都下擅归，以崇焕下狱激之使然。而其母痛责之，其妻故妾也，亦持之甚坚，故仍为国用。永平恢复、锦州力守，皆有功。但围既久，粮已竭，而援兵不起，遂以城降，而身自逃归。或云已输诚于东夷，已谓吾归即举八城尽降，故东夷纵之。然归而即为国固守，虽其子在虏中不之顾也，亦非有意负国者。力守松山、杏〔山〕，与洪承畴被围年余，力竭而陷，遂致失节。”[14]
梁启超：“祖氏兄弟，大寿、大弼、大乐以督师裨将，遵其方略，犹能为睢阳之守着岁余，非洪承畴之降，锦州固未易下也。”[15]
蔡东藩：”献城卖国卖友。“[16]
佚名：“一代名将，据关外，收关内，堪称往复有忠义；两朝贰臣，悖前主，负后主，真个里外不是人。”[17]