皇太极在迫使朝鲜投降后，便决定一鼓作气拿下皮岛，彻底消除东江镇的威胁。
不过，皮岛的情况与江华岛略有不同，因此清军并不能指望以攻陷江华岛的方式用小舟强渡海峡，所以，皇太极在调动了贝子硕讬、恭顺王孔有德、怀顺王耿仲明等部外，还强迫朝鲜抽调水师出战。
朝鲜方面因为王世子李??被清军掠走，充作人质，因此不敢违背皇太极的命令，便派平安兵使柳琳、义州府尹林庆业率军5000协助清军进攻皮岛----传说，朝鲜原打算通知皮岛明军，但唯恐事泄而引火烧身，所以君臣秘议几次后还是取消了这个计划，最后只能祈祷上天让“两国各自解归”，但这种说法，无异于既当又当，实在可笑又可恨。
明朝的皮岛守将是东江总兵沈世魁，他在得知皇太极入侵朝鲜的消息后，就“修筑城台，广设炮药，收集兵船，以为固守计”。
在皮岛守军的顽强抵抗下，清军久攻不下----孔有德部和耿仲明部在此战中因为与皮岛守军千丝万缕的关系，作战十分敷衍，这要是清军久攻不下的原因之一----于是当年三月八日，已经回到沈阳的皇太极便命令武英郡王阿济格率兵千人入朝助攻，就这样，阿济格取代硕讬，成为了皮岛之战的主帅。
然而，阿济格来了之后才发现，造成皮岛之战，久拖不决的原因有很多：
第一， 东江镇原本有多人，甭管这多人中，战兵有多少，但绝不是兵力有限的清、朝联军所轻易能拿下的，更何况三月下旬的时候，崇祯帝派去援救朝鲜的沿海总兵陈洪范统又率领了8000名增援明军抵达了皮岛，因此岛上总计有近人的兵力，清军绝不是那么容易能得手的。
第二， 除了岛上明军兵力雄厚外，明军还配备了大量火器----且不说沈世魁之前的积累，光是援鲜明军带来皮岛的，就有火药斤、火罐360个、火箭900枝、起火400枝、火枪120杆、火瓶200个----在清军红衣火炮因为射程不足，无法攻击到皮岛的情况下，明军在火力上也具有优势。
第三， 皮岛四面环海，清军无法发挥铁骑的特长，只能乘船浮海攻岛，但在渡海过程中，清军船只势必全部暴露在明军视线之下，岛上明军正可凭险施放火炮，从容射击行进速度缓慢的木船；即便有少量清军船只靠岸，守岛明军也不难从滩头发动反击，利用优势兵力把少量清军赶入海中。m
第四， 守岛明军身处大海环抱的孤岛，无路可退----岛兵战船数量有限，也不可能由海道退走----被围之兵只能置之死地而后生，拼命抵抗，摆在清军面前的无疑是一场恶战。
所以就连明朝新任兵部尚书杨嗣昌也认为，陈洪范、沈世魁两部“亟当分布要害，扼其入犯之路；果有渡海声息，以主侍客，出奇待之，自可得志”。
阿济格考虑再三，并与硕讬等会商以后，决定摒弃强攻的方式，而采取分兵两路、一奇一正进行偷袭的作战计划。
其中，一路由八旗骑兵、乌真超哈、天佑兵、天助兵及朝鲜兵担当，赫然列阵，大张声势，尽量吸引明军的注意；另一路由八旗步兵担当，暗中运动，乘坐小船，悄然渡海。
而为了确保偷袭能够成功，清军小心翼翼的选择了傍晚时分（一更）发动攻击。
四月六日，阿济格致书皮岛明军守将劝降，明军不报（没有回应），但沿海总兵陈洪范、东江镇副总兵白登庸等明将听到风声后陆续离开皮岛，只有东江镇总兵沈世魁和随陈洪范来援的莱州副总兵金日观等还在岛上坚守。
四月八日傍晚一更天的时候，清军行动开始，其中，负责偷袭的一路以满洲骁将鳌拜、准塔为前锋，他们登岛后，一面举火为号，引导后继诸军，一面与守岛明军展开激烈厮杀。
由于明军没能在第一时间将鳌拜等人消灭，所以拖延至二更天的时候，白奇超哈（步军营）章京萨穆什喀率后续八旗精锐也成功登上了皮岛，并攻入了皮岛西北隅的江高湾。
皮岛西北爆发的激烈战斗，惊动了全岛的官兵，因此清军另一路偷袭部队遭到了明军炮火的猛烈阻击，导致该路清军蒙受了不小的损失，但统帅该路清军的哈达纳喇·马福塔不为伤亡所动，命令满帆冲滩，最终利用风势，强行登陆皮岛。
一旦清军上岛，以明军的战力，是根本挡不住清军的进攻的，因此尽管明军据制高点顽强抵抗，导致清军在局部战斗受挫，但明军很快就颓势尽显了。
此后，金日观、楚继功等将领等力战殉国，沈世魁被耿仲明部下所擒----还有说法是，“沈总镇寻船未竟，为岛兵执献与奴”----后押送至马福塔前，不屈而死。
各路将领的牺牲，彻底让明军失去了指挥，战败也就不可避免了，不过，由于清军上岛后，对东江镇军民的屠杀，因此除了少数与孔有德、耿仲明相熟的明军在得到孔、耿的安全保证后，投降清军外，其余明朝军民死战不降，所以，皮岛战事并没有如清军预料的一般，得以迅速解决，这就给战事的最终结局带来了变数······
“那是什么？”正在海上执行封锁明军小艇突围任务的朝鲜军舰上，一名了望哨突然指着远处的帆影问道。“是我们的船嘛？”
得到通报的朝鲜平安道水兵营前哨哨官、朝鲜水军万户李秀山立刻亲自登上指挥塔眺望，但帆影隔得很远，有些看不清楚，因此李秀山只能吩咐道：“不要大惊小怪，也许是朝廷给我们派来的援军。”
话虽如此，但李秀山还是有些不放心，所以便立刻通知了朝军主帅平安兵使柳琳。
柳琳的警觉度并不比李秀山要高，因此，平安道水师营和黄海北道水师营并没有做出特别的警戒，更没有立刻将坐船移向浅海区域。
差不多过了一个时辰，没有望远镜的朝鲜人这才用肉眼看清楚了对方的船型与朝鲜船只明显有异，这才慌张起来······
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