明军防御
1626年(明天启六年、后金天命十一年)正月二十五日夜，后金一面派军队彻夜攻城，一面将主力转移到城西南五里龙宫寺一带扎营。其目的一则是龙宫寺距觉华岛最近，便于登岛;二则是龙宫寺囤储粮料，佯装劫粮。此计确实迷惑了明军。
努尔哈赤进攻时正值隆冬，海面被冰封住，后金军队从岸边履冰，可直达岛上。姚抚民等守军，为加强防御，沿岛凿开一道长达15里的冰濠，以阻挡后金骑兵的突入。然而，天气严寒，冰濠凿开之后很快就又冻上。姚抚民等率领官兵，日夜不停地开凿冰濠以防御努尔哈赤的进攻。
正月二十六日，后金一面派少部分兵力继续攻打宁远城;一面命大部分骑兵突然进攻觉华岛。
率军登岛
后金军由武讷格率领蒙古骑兵及满洲骑兵，约数万人，由冰上驰攻觉华岛。明军凿冰15里为濠，列阵以车楯卫之。
辰时，武讷格统领的后金骑兵，分列12队，武纳格居中，扑向位于岛“龙头”上的囤粮城。
岛上明军，因为日夜凿冰又冷又辛苦，既无盔甲、兵械，又都是水手，不能有效的作战，并且人数太少不能抵御金军;不料大雪纷飞，冰濠重新冻合。
后金骑兵，履冰驰进，从靺鞨口登岸，攻入囤粮城北门，猛烈厮杀，冲进城中。后金骑兵驰突乱斫，岛上水兵阵脚遂乱。
火烧囤粮
后金军火焚城中囤积粮料，浓烟蔽岛，火光冲天。后金军队焚烧城中囤积粮料的时候，守将金冠刚刚战死，其子金士麒与事丁800人至觉华岛迎榇，亦与后金军作战，全部被杀。金冠既死之榇，被后金兵俱经剖割。
岛上囤积粮料尽焚之后，后金军旋即转攻东山，万骑驰冲;巳时，并攻西山，一路涌杀。后金军的驰突攻杀，受到明守岛官兵的拼死抵抗。明将姚与贤等皆力战而死。
后金引退
当努尔哈赤率军进攻觉华岛取得胜利时，毛文龙配合辽西的明军，出兵袭击后金后方的城市永宁，努尔哈赤得知情况之后率兵撤退，二月九日返回到沈阳。
战役结果
觉华岛争战的结局是明军覆没而后金军全胜。觉华岛上明军7000余名和商民7000余丁口都被后金军杀戮;粮料8万余石和船2000余艘都被后金军焚烧;主岛作为明朝关外的后勤基地也被后金军摧毁。同时，后金军也付出代价，明统计其死亡官兵为269名。袁崇焕作了《祭觉华岛阵亡兵将文》。