1642年（明崇禎十五年，清崇德七年）農歷二月，松山城破，洪承疇被俘之后解送盛京（今遼寧沈陽），洪承疇投降清朝。
1642年（明崇禎十五年，清崇德七年）農歷三月初，被圍困了整整一年的錦州糧絕援盡，城中殺人相食的慘狀再度重演。于是祖大壽在三月初八親率部眾開城出降。
捷報傳到盛京，皇太極大喜過望，命人立刻將祖大壽送到盛京。當祖大壽跪倒在崇政殿時，皇太極走下寶座，親自將他扶起，好言撫慰：“你上次背叛我是為了你的主子，為了你的妻子兒女和宗族。我曾經對大臣們說過，祖大壽一定不能死，如果以后再次投降，我也決不會殺他。事情過去就過去了，只要以后能夠盡心盡力地侍奉我就可以了。”
祖大壽被授予漢軍正黃旗總兵的職位。塔山、杏山也相繼落入清軍之手。山海關外，僅存寧遠一座孤城。祖大壽的外甥吳三桂既是明軍事重鎮寧遠總兵，又是遼東提督，統率關外明軍。皇太極讓祖大壽寫信招降吳三桂，吳三桂回信拒絕。
因病去世
1644年（清順治元年）農歷九月，愛新覺羅·福臨在輔政大臣濟爾哈朗的護送下，從盛京（今遼寧沈陽）抵達北京，祖大壽跟隨入關。
1656年（順治十三年），祖大壽在病死于北京祖家街的府宅。
皇太極：“能久守者，讀書明理之效。”
石廷柱：“第明國京都，倚祖大壽為保障。”
夏允彝：“大壽家富而勇，曾犯法，幾被戮于承宗，賴崇煥力救，故相得甚歡。及為大帥，子弟皆貴為劉帥，家丁皆夷人、遼人，多善戰。都下擅歸，以崇煥下獄激之使然。而其母痛責之，其妻故妾也，亦持之甚堅，故仍為國用。永平恢復、錦州力守，皆有功。但圍既久，糧已竭，而援兵不起，遂以城降，而身自逃歸。或云已輸誠于東夷，已謂吾歸即舉八城盡降，故東夷縱之。然歸而即為國固守，雖其子在虜中不之顧也，亦非有意負國者。力守松山、杏〔山〕，與洪承疇被圍年余，力竭而陷，遂致失節。”
梁啟超：“祖氏兄弟，大壽、大弼、大樂以督師裨將，遵其方略，猶能為睢陽之守著歲余，非洪承疇之降，錦州固未易下也。”
蔡東藩：”獻城賣國賣友。“
佚名：“一代名將，據關外，收關內，堪稱往復有忠義；兩朝貳臣，悖前主，負后主，真個里外不是人。”
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