这也束缚住了孙元化的手脚，不敢放手与叛军坚决一战。在孔有德部被击退一次后，孙元化就下令停战，叛军抓住这个机会反扑，击败了城外精兵。
同时也俘获了很多登州城的辽东兵，登州城内的辽东兵开始出现了倒戈。
此时辽东兵军官中耿仲明的弟弟参加了第二次皮岛兵变，被关押在登州城中。孙元化让他戴罪立功劝降孔有德。
但此时登州被俘的辽东兵已经投降孔有德，潜回城去策反耿仲明。
春节之夜，耿仲明和陈光福打开城门，叛军从登州东门一拥而入。登州沦陷，总兵张可大自杀殉国，孙元化选择了自刎却并没有死，他被救了过来。
孔有德先是要求孙元化做带头大哥，领着他们造反，建立自己的政权。被孙元化严词拒绝后，念及孙元化以前的收留提携之恩，将孙元化释放。
登州城中堆积如山的物资，全成为了叛军的囊中之物。登州陷落后，孔有德等人建立了一个军政府。他们首推最年长的李九成为都元帅，坐头把交椅，孔有德居第二、耿仲明居第三。
为了挽救危局，明廷新任命了徐从治为山东巡抚、谢琏为登莱巡抚。按照分工，谢琏在莱州城指挥作战，徐从治坐镇青州负责增援、后勤。
叛军调来了所有的红夷大炮，从四面向莱州城轰击。莱州城在知府朱万年的严密部署下，井然有序戒备森严，莱州军民正是依托于此，展开了保卫战。
叛军久攻不下，分兵一部攻克平度后再回师攻打莱州。这次他们集中了炮火，主攻城的东北角。
在炮火的掩护下，叛军不断地挖地道，想以此攻入城中。而城中则埋设了数口大缸，让盲人从中听出地道的方向后，守军向地道里灌水，淹死了敌兵。
叛军再次派兵在城边挖地道，挖成大洞后，用棺材装满火药置入其中。击发引火，爆炸后城墙被炸塌了数丈。
叛军从城墙缺口处蜂拥而入，守军向拥入的叛军泼下沸油，再扔下火把，冲天烈焰下叛军死者无数。
徐从治等再命人投下早已准备好的沙袋，堵塞缺口。守军打得也极为机动灵活，夜里，徐从治等又派出敢死队悄悄出城。从几个方向出击，击毁叛军的多座火炮，并颇有斩获。
不久，各地援军汇集青州，朝廷任命兵部右侍郎刘宇烈为总督，全权指挥各路援军。
但刘宇烈也是个主抚的文官，却被叛军的再次诈降迷惑。叛军借谈判之机，绕到明援军后路放了一把火。
刘宇烈大惊，率部拔营撤退时，被叛军在沙河杀得大败。神机营的火炮，也落入了叛军手中。
明军东路驻守宁海的总兵吴安邦，按计划从东面夹击叛军于登州。却也听信了叛军的诈降，被击败，只得退守宁海。
崇祯帝还在准备招抚，辽将孙应龙因为与耿仲明日交甚好，写书信一封劝降耿仲明。
耿仲明将计就计，随便找了个人头送了过去。说他已经斩了孔有德，让孙应龙迅速来受降。
孙应龙高兴，率领海军舰队从天津直奔登州，刚一上岸就被耿仲明斩杀。为了攻克莱州，叛军故伎重演，再次向总督刘宇烈请求投降。
而且提出了只要莱州城内的几位文武大员亲自出城宣诏，他们就投降。对招抚心存一线希望的登莱巡抚谢琏决定出城招降。
他与莱州知府朱万年一出城，孔有德就痛哭流涕跪倒在地上。说自己该当死罪，还说第二天受降仪式时请总兵杨御蕃一同出席。
谢琏回到城中，出身军人世家的总兵杨御蕃深知叛军反复无常的秉性，坚决不出城。
果然第二天，谢琏、朱万成二人再次出城就被叛军逮捕。叛军挟二人为人质，令杨御蕃献城投降。
杨御蕃不是笨蛋，下令向叛军密集处开炮。叛军死伤累累，孔有德再次被挡在城下。
朝廷中，抚战两派还在争论不休，户部侍郎、大书法家刘耳枝一头撞死在朝堂的柱子上。他的死谏，使崇祯帝下决心派出劲旅围剿叛军。
此次派出的两万劲旅中，有5000人是辽东兵。统帅是辽东的总兵金国奇、靳国臣，还有祖大弼、祖宽，少壮派军官吴三桂等悍将。
经过战斗，叛军抵挡不过，迅速败北。8月19日，叛军从莱州城撤围而去，鼠窜退守登州。自此，坚守了200多天的莱州城终于解围。
崇祯六年，逃到辽东的孔、耿二人投降后金，向皇太极宣誓效忠。皇太极在沈阳，亲自接见二人。
孔有德归顺后金，不仅从登州带走了大量精良的西洋火器，还带走了全套铸弹制药的技术以及瞄准的知识与仪具。
这些武器搭配八旗骑兵后，八旗兵迅速壮大，一支几乎无坚不摧的力量出现在了大明帝国面前。
孔有德、耿仲明投降后金，间接推动了后金军事技术变革。同时也要求刘洋的种花家，做好和后金苦战的准备。
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