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“实内固外”，“以夷制夷”是保卫辽东的完整的战略方针。“实内固外”使自己立于不败之地，“以夷攻夷”使努尔哈赤无法扩充自己的势力。
熊廷弼任巡按期间，努力实现这一方略。他修建了自海州卫、盖州卫、三岔河起，经辽阳、沈阳到开原、铁岭、北关止七百余里的边墙；增修了清河、叆阳、宽奠、大奠、长奠、草河、熊岳等七座城池，并修墩台一百余座。还建粮仓十七所，每所三五十间，三年之内积谷三十万石。整顿了军队，革去贪污、隐占等弊端，改变了风气，充实了营伍。他与北关叶赫部、蒙族各部搞好关系，使努尔哈赤深感不利，不得不采取退缩方针，还故地，革车价，以求和好。
熊廷弼在努尔哈赤刚刚兴起的时候，指出了他是辽东的主要威胁，制定了扼制其发展的战略，并做了不少实际工作。这是很有远见的。这一战略如能实现，将使努尔哈赤“终身老死于穴中而不敢动”。
但是，当时人们并没有认识到这一点。有人认为努尔哈赤不如江南一富家，其一系列对抗朝廷的行为，不过是某些武臣的诬陷罢了；有的主张采取“疏北关，亲奴酋”的方针。因此，随着熊廷弼的离任，这一卫辽方略也无人实行了。
万历三十九年（1611）六月，熊廷弼改任南直隶督学御史。四十一年（1613）因杖死生员芮永缙被劾听勘，回归故里。
熊廷弼在家一呆就是七年。万历四十七年（1619）三月，经略杨镐督四路大军进攻后金，三路丧师（参见萨尔浒之战）。这时朝廷又任命熊廷弼为大理寺丞兼河南道御史，宣慰辽东。熊廷弼兼程来京，但朝廷迟迟不给他关防文书，直到六月，努尔哈赤占领开原，才又任命他为兵部右侍郎兼右佥都御史，经略辽东。七月，熊廷弼离京赴辽东，行至十三站（今辽宁锦县西北）得知铁岭失陷。进入辽阳，辽阳已半是空城，一些官绅都已离去，道员和将领也备下快马欲逃，人心惶惶。熊廷弼果断地采取了一系列措施：以将自己家眷送走、动摇人心的罪名，逮捕了知州李尚皓；斩逃将刘遇节、王捷、王文鼎，震慑欲逃者；公开祭奠开原、铁岭战斗中的殉难者，激励士气，从而初步安定了民心，稳定了军队。但辽东形势并不令人乐观，军队虽有几万，但“辽之军器一空如洗”，辽之“兵又皆无人统领”，战马瘦损不足，军心民心不稳，而哨探报努尔哈赤攻破北关后要乘胜攻占辽阳。形势危急，困难重重。面对这种形势，熊廷弼一次次上疏，要求朝廷派兵遣将，发给军器，补充战马。他斩贪将陈伦，没收其赃银；撤换纨绔子弟无能总兵李如桢，而以李怀信代之。他适当收缩兵力，并守沈阳的绝大部兵力于辽阳，并大飨军士，准备干粮、行具，佯示进兵。后金果然疑虑，没有立即进攻辽阳。熊廷弼抓紧时间，加强辽阳城防。在城外掘壕三道，每道阔三丈，深二丈，中灌河水，阻敌前进。在此基础之上，熊廷弼进一步采取措施。他与总兵贺世贤率精兵一千，踏着冰雪，突然出现在已被努尔哈赤占领了的抚顺关，大张旗鼓，坐在马上，以鞭指点地形，“宣言某可营，某可伏，某可战”，故意让后金哨探知道，然后取道而回。努尔哈赤以为熊廷弼要袭击他，砍树堵山口，运石整修关隘、山城。熊廷弼又赢得了时间，大修辽阳城，薄者加厚，低者加高，并在城西、北、东壕外再筑大堤，潴水。二三个月后，一座高厚壮固的辽阳城屹然雄峙在辽东大地上，防卫空前加强。熊廷弼进一步加大防御纵深。他分析了辽东地形，认为努尔哈赤进攻辽阳必出抚顺关。沈阳、奉集距抚顺各六七十里，互为犄角，完全可以控扼抚顺。于是熊廷弼于万历四十八年（1620）四五月间，亲自督修沈阳、奉集城防，然后部署了兵力，命总兵官贺世贤率领三万人守沈阳，柴国柱率兵二万守奉集。刚刚部署完毕，六月十二日，努尔哈赤兵分两路分别进攻沈阳和奉集，被贺、柴二部击退。八月，又以五六万人进犯沈阳，熊廷弼亲自督阵，后金又未得逞。
在辽阳的防御巩固之后，熊廷弼希图进一步进取。早在万历四十七年（1619）十一月，他就提出了对努尔哈赤实行“坐困转蹙”的战略设想。即把自己的军队分成四路，分别置于叆阳、清河、抚顺、柴河三岔河间，每路三万人，自成一能攻能守战区，各路相互策应。各路组织机动部队，消灭零星扰边小分队。在农忙季节，各路实行迭进互扰的战法，使后金不得耕种，陷入困境，然后相机或四路同时，或三路牵制一路进征。到泰昌元年（1620）九月，熊廷弼已集结兵力十三万，重二百斤以上的大炮数百门，七八十斤的三千余门，百子炮以千计，战车四千二百余辆，铁箭、火箭四十二万余支，准备于冬季率军去抚顺关显示威力，第二年春天，自率大军驻抚顺，逐渐进逼。如果后金出兵不与其交战，而派兵从叆阳、清河、宽奠等地出击，迭进互扰，疲惫对方，并采取招抚的办法，争取其内部响应。
但是，就在这种形势下，给事中姚宗文在朝廷散布流言蜚语，煽动一些人攻击熊廷弼，必欲去之而后快。御史顾慥、冯三元、张修德，给事中魏应嘉先后弹劾熊廷弼。泰昌元年九月，罢熊廷弼职，听勘。十月，以袁应泰代之。天启元年（1621）闰二月，朱童蒙勘察熊廷弼卫辽的情况后，向朝廷回奏，多言熊廷弼守辽的功劳。熹宗虽然说：“熊廷弼力保危城，功不可泯”，但没有复其职。
天启元年（1621）三月，沈阳、辽阳相继失守，袁应泰自杀身亡，京师大震。这时人们才认识到“使廷弼在辽，当不至此”。熹宗决定再起用熊廷弼，在敕谕中，肯定了熊廷弼前段守辽的功劳，对罢他的官表示悔恨，最后恳切提出“勉为朕一出，筹画安攘”。熊廷弼接到敕谕十分感动。他扶病而起，拜过祖坟，告别官吏、乡亲，又踏上了去辽东的征程。
这时的辽东，形势比以往任何时候都严重。三岔河以东均落入后金手中。辽东军民，除部分金、复等卫和东山矿徒结寨自固外，其余死的死，降的降，逃的逃。五万多残兵败卒到了宁前一带，四万人逃到了海岛或渡海到了登、莱，还有两万多人流落到朝鲜。在河西人心惶惶，竞向关内逃命；兵力空虚，广宁只有弱卒千余人。四月，任命右参议王化贞为巡抚，他收集流亡，只得万余人，但装备奇缺，战马寥寥，根本不能抵御后金的进攻。
面对这种形势，熊廷弼提出了收复辽东的“三方并进”策（或称三方布置策），即以广宁为基地，部署重兵，抗击后金，牵制其全部兵力；在天津、登、莱各置舟师，以备将来进攻金、复、海、盖等地；辽东、天津、登、莱各设巡抚、总兵，经略驻山海关“节制三方，以一事权”。熹宗批准了这个方略。接着，熊廷弼又提出，三方并进策要联络朝鲜。派有智谋的大臣到朝鲜，把流落到朝鲜的辽东军民组织起来，与朝鲜军合势，与登、莱之军保持联系，构成复辽的又一方。这样，三方并进策实际是四方并进。其基本要求是各方积极准备“必使兵马、甲仗、炮车、刍糗等项一一齐备，正对者成一正对，策应者成一策应，然后约期并举，进足以战，退亦足以守”。这是一个积极稳妥的复辽方略，全面实行这一战略，即使不获大胜，也不至于大败。实行这一方略的关键是准备。
就当时的形势来说，熊廷弼是有时间进行准备的，这主要是努尔哈赤本身也遇到了麻烦。首先，占领辽、沈后的后金内部矛盾重重，有汉人和满人的矛盾，也有满人对连年战争的不满，需要调整和安顿；其次，占领区域扩大，分兵四下把守，欲大规模进攻河西，须征集兵员，进一步做准备。
双方都在做进一步较量的准备，关键是谁准备得好。
天启元年（1621）六月初六，升熊廷弼“兵部尚书兼都察院右副都御史驻扎山海经略辽东等处军务”，同时，升登州道按察使陶朗先为登、莱巡抚，与早已任命的天津巡抚毕自严、广宁巡抚王化贞一起，构成了三方并进策的领导机构。熊廷弼任职后积极准备实现其三方并进策。首先，请求兵部负责抽选各镇精兵二十余万，户、工二部准备粮饷、器械；其次，请求任用在辽有一定威望的刘国缙、佟卜年、洪敷教等，以收辽人之心；第三，调工匠，买铁，伐木，制车，造炮；第四，天津，特别是登、莱巡抚积极做准备，出使朝鲜的使者也准备就绪。
但是，熊廷弼的三方并进策，执行的开始就不顺利，请调之兵迟迟不到，更严重的是广宁巡抚王化贞轻敌，不执行计划。
王化贞不懂军事，不整饬军队，不做进攻的实际准备，而把恢复辽、沈的希望寄托于蒙古虎敦兔憨的出兵，叛将李永芳的内应；认为努尔哈赤无意久居辽阳，防御兵力单弱，潜师出兵，势在必克，他一次次率兵出击，一次次无功而返。他派毛文龙袭取镇江，过早地暴露了三方并进策，使辽南四卫反努尔哈赤势力遭到重大损失。熊廷弼反对王化贞的这些做法，从而经抚之间不和。而兵部尚书张鹤鸣、首辅叶向高对王化贞积极支持，言听计从。王化贞不受熊廷弼的节制。四方调来的援军，张鹤鸣不通过经略自行发戍。熊廷弼询问情况，张鹤鸣置而不答。王化贞拥兵十四万，而熊廷弼身边只有兵五千。熊廷弼要兵无兵，要权无权，十分恼火，动辄语言愤激，朝廷一些官僚多支持王化贞，反对熊廷弼，甚至要撤掉他的经略之职。三方并进策成了泡影。
明与后金较量的准备，明朝失败了，接踵而来的必然是战场上的失败。
天启二年（1622）正月，努尔哈赤调动五万人马，分三路向河西进攻。二十日，渡过辽河，进攻西平堡。明守将罗一贵顽强抵抗，给以重大杀伤。终因众寡悬殊，救兵�