崇祯四年（公元1631年）形势
明朝东江镇自首任总兵毛文龙被袁崇焕擒杀后频发兵变，先是皮岛都司刘兴治诛杀主持东江事务的副总兵陈继盛，随后刘兴治又为参将沈世魁、副总兵张焘所杀。直到明朝朝廷任命锦州参将黄龙担任东江总兵，皮岛局势才逐渐平稳下来。与此同时，一直想要彻底解决东江镇，解除东江这个后顾无忧和斩断明朝通过东江对朝鲜施加影响的后金大汗皇太极。从皮岛逃回盛京（沈阳）的女真降人口中听说:“兴治被杀，岛中未定，若于此时以一支兵袭岛，则可全利也。”于是决定趁皮岛此时军民人心惶惶之际，发兵征讨皮岛，一举消灭东江明军。
后金天聪五年（大明崇祯四年、公元1631年）五月二十七日，后金大汗皇太极派遣总兵楞额礼和喀克笃礼为左右两翼主帅，率骑兵一千五百人，步兵四千五百人，出征皮岛。并另派副将石国柱、高鸿中、游击李思治招抚皮岛汉人。
后金大军由义州，进入朝鲜国境内，直取宣川。同年六月初四，由宣川分兵四路：一路进攻蛇浦，一路陈兵于身弥岛浦口，一路进至郭山宣沙浦，一路直奔嘉定。
四路后金大军“步骑数万，凭陵冲突，遽塞沿路”。
以上四路后金军，都在皮岛东北至东面的沿海一线，从陆上形成了对皮岛的半包围形势。同时由于后金不擅长水战，又派遣满达尔汉、董纳密前往朝鲜，索要战船、征调水手钱粮助攻皮岛。朝鲜国君李综和朝鲜重臣经过多次商议后，答复清朝“明国犹吾父也，抚我二百余年，今征我父之国，岂可相助以船？船殆不可借也！”，终是不肯借战船水手于后金。后金军无奈之下，只好在皮岛沿海征集大小船只十一艘，用来运载后金士兵至临近皮岛的身弥、宣沙等岛屿。同时在朝鲜境内宣川地区伐木造船，作为进攻皮岛的准备，并在沿海地带筑墙用来阻隔皮岛明军的反击。
明军新任总兵黄龙闻听后金大军前来攻岛，先派副总兵张焘进攻身弥岛上的后金军，明军利用火器、战船和士兵通习水战的优势，迅速击溃后金军，迫使他们撤出身弥岛。随后张焘又率明军在宣川埔与后金军交战，后金军再次被击败。史载此战后金军“扶伤盈路，不可胜记。杵卤俱漂，草木浑腥。”
另一路的明军在东江副将沈世魁率领下，进攻蛇浦的后金军队。沈世魁部利用火炮猛烈炮击后金阵地，“神炮诸发，虏阵披靡，死伤甚众”。明军炮火的优势同样使蛇浦的后金守军损失惨重。
六月十七日，在消灭完身弥岛上的后金军后，张焘率军驾驶战船攻击后金的沿海防线。明军利用火炮和火枪的等火力优势，在张焘和葡萄牙教官西劳的指挥下猛烈轰击后金在沿海修筑寨墙。后金军队修建的寨墙不断被明军击毁，士卒也被火炮炮击而死多达六七百人，后金仍然死战不退，与明军进行短兵相接。但是相比较于明军有火炮和战船上的优势，后金军则深入朝鲜作战根本不识地形。同时朝鲜官方虽然畏惧后金没有出兵助明抗击后金军队。但是当地的朝鲜百姓常“窜伏林谷中，击杀虏兵之散处者”，使得后金军队人心惶惶。到六月二十八日，后金军队终于再也支撑不住从朝鲜撤兵，同年七月二日回到盛京（沈阳）。由此明军取得了第一次皮岛海战的胜利，大大增强了明朝朝廷和东江镇军民的信心。称呼此战为“海外从来一大捷”，“则此捷为十年来一战！”
虽然第一次皮岛海战的失利，使得后金军损失惨重，但是后金大汗皇太极一直念念不忘拔除这个后方威胁，使后金能够无所顾忌的长驱直入明朝内地。
至明崇祯十年（公元1637年、清崇德二年）是皇太极势力空前扩大的一年。他不仅终于击败了蒙古察哈尔部林丹汗，成为蒙古各部的“共主”。还通过进攻朝鲜，使朝鲜终于抛弃了其宗主国明朝正式向后金政权称臣。同时还因为接受孔有德、耿仲明、尚可喜三人的投降和通过攻取东江镇陆上据点旅顺堡，获得大量的火炮和战船，大大弥补了后金军在火力和水战上的劣势。于是已经改国号为“清”的皇太极迫不及待再一次发兵攻取皮岛。
明崇祯十年（公元1637年、清崇德二年）二月初二日，清帝皇太极命贝子硕讬率率毎牛录甲士四人并恭顺王孔有德、怀顺王耿仲明、智顺王尚可喜三人麾下全部汉军携带红夷大炮十六门进攻皮岛。又遣使向朝鲜借船，并命令其出兵助战，已经被清军打怕了的朝鲜君臣不敢违背清廷意思。只得派出信川郡守李崇元、宁边府使李浚率领黄海道战船五十艘助战，同时派平安兵使柳琳、义州府尹林庆业率朝鲜士兵五千人协助清军进攻皮岛。
皮岛方面从皇太极领军进攻朝鲜开始，东江总兵沈世魁便一直积极备战。他沿海岸修筑炮台、寨墙，收拢战船和火药炮子做出了充足准备。等到清军前锋孔有德、耿仲明两部攻取和皮岛隔海相望的铁山率先登岛时，明军奋起反击，击溃孔、耿部多次进攻。不久清军主帅贝子硕托又亲自指挥清军猛攻，还是被皮岛明军用火炮击退。如此往复一个月以后，皇太极无奈之下又派出武英郡王阿济格率一千名士兵和马福塔所部水师，前往皮岛增援并命阿济格取代贝子硕托指挥攻岛。
阿济格抵达前线后，于四月五日在皮岛东北的郭山郡举行战前会议，决定放弃强攻的方式，选择兵分两路。一路正面佯攻，吸引明军注意力，一路则挑选精锐趁皮岛明军被佯攻吸引而偷渡皮岛。佯攻一路由八旗骑兵、汉军（乌真超哈）、三顺王部（天佑兵、天助兵）及朝鲜兵组成。此路由兵部承政东尔格指挥进攻，而汉军固山额真石廷柱、户部承政马福塔在后督战。偷袭一路由八旗步兵组成，以八旗中最精锐的护军作为先锋，由固山额真萨穆什喀指挥，令固山额真阿山、叶臣在后面督战。该路攻击目标是皮岛西北面的山咀。同时为了确保偷袭的成功，清军选择了傍晚时分（一更）发动攻击。
进攻之前，清军主帅阿济格写信招抚皮岛诸将。明朝援军沿海总兵陈洪范和东江副总兵白登庸等人闻听清军即将大举攻岛，纷纷选择离岛避战。而东江总兵沈世魁、莱州副总兵金日观、将领楚继功等人继续选择坚守。
满清八旗
崇祯十年（公元1637年、清崇德二年）四月八日，清军开始发动攻势。首先由满洲骑兵、八旗汉军、三顺王所部以及朝鲜军队乘坐战船七十艘直趋身弥岛，大造声势，击鼓进军吸引明军的注意力。同时偷袭的另一路八旗步兵和护军在勇将准塔、鳌拜的率领下，由身弥岛北部，绕到皮岛后方煮盐的河港中进行登陆。恰逢此时天降大雾，又是黑暗之中。清军趁势突袭至明军后方，明军大惊之下，仍和清军做出了殊死的战斗。到了二更时分，固山额真萨穆什喀又率八旗精锐入岛，攻入皮岛西北隅的江高湾。指挥佯攻的马福塔知道偷袭的清军已经突入岛中，也指挥所部清军趁势突击，同时协助作战的朝鲜炮手给明军造成了极大的杀伤。双方激战一昼夜，由于岛上明军遭到清军两路夹击，最终还是战败。明军将士死伤上万人，副总兵金日观、楚继功等明军将领相继战死，总兵沈世魁被擒，因为不肯投降，旋即被后金军斩杀。皮岛上的所有男丁除了从前与孔有德、耿仲明等过从甚密者暂时保住了性命，其余也都被清军所斩杀。只有沈世魁之侄副将沈志祥率军突围至石城岛，但是后来也因为想要继任东江总兵的问题，同明朝朝廷产生矛盾，最终率军投降清朝，成了清朝的续顺公。
而清军方面获得也并不是那么轻松，据记载相继有满洲正黄旗侍卫巴雅尔图、满洲正白旗佐领罗洛科、满洲正白旗包衣授云骑尉果科、满洲正白旗佐领珠三、满洲正白旗侍卫拜音台柱、满洲镶黄旗人忠义公图尔格长子务尔格、满洲镶红旗人纳喇炳图、满洲正蓝旗佐领瑚什、孔有德麾下备御洪文魁、尚可喜麾下备御李继功等人阵亡。
至此孤悬敌后十五年的东江镇正式破灭，此后虽然沿海岛屿仍然有部分军民活动，但是东江作为一个军镇的职能已经全部丧失。陈洪范在皮岛失陷后曾试图联络朝鲜，恢复皮岛，但是最终没能成功。崇祯十六年（公元1643年），明朝朝廷也曾有意以前任东江总兵黄龙养子黄蜚为东江总兵，恢复东江镇。但是随即因为清军入关，黄蜚率部南下，此事也不了了之。
