袁崇焕于五月十二日出海，往北信口进发。
临行前上疏恭报出海事宜，并言佩带剑、印以行：“文龙数年欲试之奇，与东江将吏投距之气，臣将一往收之。臣初以扁舟水上不必剑、印随行，而臣门下士周锡圭谓‘皇上声灵赫濯，正当令东江将吏重睹威仪’，于是奉剑、印以行。若地方战守机宜，悉委之赵率教、祖大寿、梁廷栋、孙元化、何可纲矣”（《崇祯长编》卷22）
崇祯的旨意是“知道了，回镇具奏，该部知道”
显然，此行袁崇焕已经做好尚方杀帅的最坏打算。
五月下旬，袁崇焕到达北信口。
在北信口的考察据亲与其事的柏起宗记载：“五月二十二日，发牌仰旗鼓司查东江官兵见在清江者给赏，随登岸乘轻骑，标下各官当有龙武后营都司金鼎卿带船二十八只接应，俱列坐赐酒。
二十四日，赏东江官兵每名行粮二斗，登岸试放佛朗机，远者闻五六里，近者三四里，登岭，极指画形势，云可议屯”。
考察完北信口，袁崇焕一行人前往双岛：
“二十五，未时分，东北风起，自北讯水开洋，历大王山，风转。
是夜，大雾，诸船从大洋飘一夜，次早收泊中岛。
二十六日，齐泊双岛。
二十七日，南风大，未见开船，见本岛白骨暴露如芥，抵岸立散，与诸将酒饭。
有登州海防左游击尹继何叩见，蒙调兵船四十八只已到。
二十八午时，风顺，穿历船松等岛、小里山、六里山、猪岛、蛇岛、虾蟆岛，将船泊双岛。
此处离旅顺陆路十八里，水路四十里。
旅顺游击毛永义叩见，登岛岭，谒龙王庙。
督师问众曰：‘昔我国初，中山王、开平王诸君子，如战于鄱阳湖、采石机，战于沙漠、北平，众军水战胜，马步战亦胜，始得底定中原，以成一统。今水营以船闲守，岂能连骑入水战乎？本部院若复河东，不以水汛了事，且要用之陆地。各将毋得虚冒’。
赐各将酒饭。”
快船禀报毛文龙已于该晚到达，因夜未与相见。
次日，袁崇焕即与毛文龙会面：
“六月初一日，毛帅见，上下交拜，毛帅亲进礼帖三封、小饭二桌。
传入，毛帅侧坐，茶叙，止收小饭，毛帅出。
回看毛镇，茶叙云：‘今辽东海外只本部院与贵镇二人，务必同心共济，方可结局。本部院历险至此，愿相商为进取计。军国大事在此一举。本部院有个良方，不知患者肯服此药否？’
毛帅云：‘文龙海外人耳也，有许多功，只因小人之说，钱粮缺少，又无器械、马匹，不曾遂得心愿。若一一应付，要帮成功也不难’。
辞回，传免谢。
分付船上不便供应，毛帅帐房留饭，督师屈体待之，杯酒款之，毛帅若有所不屑者。
督师宣谕：‘皇上神圣，与尧舜汤武合为一君，当勉尔疆场’。
而毛帅若怏怏不得志，且谓：熹宗皇帝恩逮之隆’。
袁不觉失色。
及叩其方略，则云：‘宁远兵马俱无用，止用东江二三千人，藏之隐处，一把火，可收全功’。
袁愈讶之。
二更方散。
初二，毛请袁公登岛。
礼毕，东江将帅叩见，又夷丁叩见，赏夷丁每名银一两、米一石、布一匹。
毛姓兵丁带刀环绕，袁公叱退。
与之言节制及更定营伍、为道厅以监临，毛悍然不乐，而咬牙切齿，恨阎鸣泰、武之望二人，其意在袁也。
三更方散。
初三日，差官谢毛帅，又置酒请。
督师袁公便服登岛，又密讽之曰：‘久营边寨，杭州西湖尽有乐地’。
毛应之曰：‘久有此心，但职惟知事在东方，一举成功之后，朝鲜又弱，可袭而有也’。
袁公曰：‘朝廷念君勤劳，当有代君者’。
毛曰：‘此处谁可代得’。
有傲慢不悦意。
酒散，袁公传令副将汪翥叙话，反覆婉谕，再四开导，欲其亲信左右提醒之也。
二更方出。
初四日，赐东江兵三千五百七十五员，赏银三五百两不等，兵每名一钱，又将带来银十万两，交卸东江官明白，传令徐旗鼓、王副将、谢营将叙话。
出，行文毛帅，自旅顺以东行毛帅印信，西行督师印信。
又行文定营制，又行文恢复镇江、旅顺事，俱未遵依。”
应该说，一开始袁崇焕并没有必杀毛文龙之心，他反反复复地与毛文龙商洽，晓之以理，动之以情，其目的在于以和平的手段将毛文龙收为己用，不到万不得己不会使用尚方杀帅的极端手段。
在袁崇焕的百般开导下，毛文龙“乃愿定营伍，受节制，惟道厅必不可设，曰‘设道厅，必激变，岛中人不可狎也’。”
袁崇焕回应“营伍定，则年终必行甄别，祖宗自有法度，不得假也”
毛文龙因而后悔刚才愿受节制的话，私下对汪翥说“姑以此了督师意”。（《崇祯长编》卷23）
袁崇焕又行文毛文龙，论定营制、恢复镇江旅顺事，毛文龙又未遵。
袁崇焕这时才知道，毛文龙此前所说的愿受节制不过是搪塞。
为了收东江兵为复辽之用，万不得已之下，他只能果断执行风险最大的尚方杀帅一著：
“遂于初五日，袁公授计随行将官谢尚政等，布置已定，传令登岸，摆围较射颁赏。
先设一帐房于山上，袁公坐以待之。
毛帅果来谢，与之坐。
毛帅曰：‘老大人何日起身？’
袁公应曰：‘宁远重地，本部院来日便行，今邀贵镇岛山盘桓，观兵角射’。
毛帅领从。
袁公又云：‘明日不能踵谢，国家海外重寄，合受本部院一拜’。
并相约减从，往岛山。
谢参将陪传号令，各营兵四面摆围，毛帅随从官百余员俱绕在围内，其兵丁截在营外。
袁公问东江各官姓名，俱应姓毛。
毛帅云‘这都是敝户的小孙’。
袁公云：‘你们那里都姓毛，是出乎不得已。这样好汉，俱人人可用，我宁前的官有许多俸，兵有许多粮，尚然不能饱，你们海外劳苦，每名只得米一斛，甚至家有数口，俱分食这米。心忆至此，情实痛酸。你们受本部院一拜。为国家出力，自后不愁无饷’。
各官感泣，叩头再四。”
袁崇焕突然脸色一沉，厉声责问毛文龙：“本部院节制四镇，清严海禁，实恐天津、登莱受腹心之患，今请设东江饷部，钱粮宁远达东江，亦便。昨与贵镇相商，必欲解银自往登莱籴买。
又设移镇、定营制、分旅顺东西节制，并设道厅，稽查兵马钱粮实数，俱不见允。
终不然只管混账过去，费坏朝廷许多钱粮，要东江何用？
本部院披肝沥胆，与你谈了三日，只道你回头是迟也还不迟。
那晓得你狼子野心，总是一片欺诳到底。
目中无本部院犹可，方今圣天子英武天纵，国法岂容得你？”
语毕，袁崇焕向西叩头，请皇命，下令拿下毛文龙，剥去冠裳。
毛文龙尚不认罪，一直倔强反抗，不肯就缚。
袁崇焕又大声呵责：“你道本部院是个书生，本部院是朝廷一个首将。
你这毛文龙有应斩十二罪，你可知么？！
兵马钱粮不经查核，夜郎自据，横行一方，专制孰甚，一当斩；
说谎欺君，杀降诛顺，全无征战，却占首功，欺诳孰甚，二当斩；
刚愎撒泼，无人臣礼，牧马登州，问鼎日下，大逆不道，三当斩；
每岁侵饷银数十万，每月给米三斗五升，克减军粮，四当斩；
私开马市，潜通岛夷，五当斩；
命姓赐氏，不出朝廷走使，舆台滥给札付，犯上无等，六当斩；
劫掠商人，夺船杀命，积岁所为，劫赃无算，身为盗贼，七当斩；
部将之女收而为妾，民间之妇没而为奴，好色诲淫，八当斩；
逃难辽民，不容渡海，给椀米，令往掘参，畏不肯往，饿死岛中，草菅民命，九当斩；
拜魏忠贤为父，迎冕像于岛中，至今陈汝明一夥，盘跟京师，交结近侍，十当斩；
铁山之败，丧军无数，逃窜皮岛，掩败为功，十一当斩；
开镇八年，不复寸土，观望养寇，十二当斩。
这都是你的罪案。今日杀了毛文龙，本部院若不能恢复全辽，以还朝廷，愿试尚方以偿尔命！”
袁崇焕又宣言于毛文龙属下众官道：“毛文龙这十二罪，你们说该杀不该杀，若本部院屈杀了他，你们上来就杀我！”
说完，摆出“延颈就戮”的姿态。
众官皆相顾失色，叩头哀告。
毛文龙明白袁崇焕所列罪状多是实话，“神颓魄丧，不复能言”，只是跪在地上叩头求饶：“文龙自知死罪，只求老爷幵恩”。
袁崇焕怒斥道：“你不知国法久了，若不杀你，这一块土，非上所有”。
随即向西叩头，请持尚方剑来，令水营都司赵可教、何麟监斩，令旗牌官张国柄执拿尚方剑，斩毛文龙首级于帐前。
又分付毛文龙亲人备好棺木，安葬毛文龙尸骸。
当时围外的毛文龙亲信兵丁汹汹欲乱，见袁崇焕号令威严，身边亲兵又严阵以待，都不敢轻举妄动。
袁崇焕唤令东江各官来见，说道：“本部院今日只斩文龙一人，以安海外兵民，这是杀人安人。尔各将照旧供职，各复原姓，为国报效，罪不及尔，不必忧疑”。
接着开始安排东江善后事宜：
“分付将东江兵二万八千分为四协，杀其父用其子毛承禄管一协，用旗鼓徐敷奏管一协，还有两协，东江众官请游击刘兴作、副将陈继盛二员管之。
又分付东江官兵久被毛镇剥削，将带来银十万，赏各岛官兵，每员赏银三两。
唤赏功官同东江旗鼓冯有时，将见在官兵一千八百员名，共赏银一千四百两，以彰信赏必罚之意。
其余四协兵，照例给予。
又谕冯旗鼓速差人往旅顺宣抚，又谕将毛帅印缴来，东江事权著陈继盛代管，俟那一协建功，即将此印题授与他。
谕毕，离岛登州发牌，一面安抚各岛军民，票行登州游击尹继何速备坚船二十只侯用。
又行文毛承柞，先令安抚，后有所欠商银，著即办偿还。
又使小帖云户部委官陈越札授守备，督运各岛粮饷，又发稿写四协札付。
又差官陈岛中冤狱，并掳来各商船只，俱即查报。有商人王从义等数十名讫。
至夜静，有徽州朱相公拂缨上船，叙坐至二更方散。
初六日，命具祭礼，督师亲诣文龙棺前，拜云‘昨日斩你，是朝廷的法。今日祭你，是本部院的情’。
遂下泪，各将官俱下泪感叹。
初七日，登山试演。
初八日，差中军至皮岛取尚方剑并同符验。
初九日早，往旅顺，官军迎接。
布置毕，初十日晚开船，十一日抵达宁远。
是日，顺风大作，十二日早过江进城毕”。（《崇祯长编》卷23）
回宁远之后，袁崇焕呈上著名的斩帅题本，题称“恭报岛帅逆形昭著，机不容失，便宜正法，谨席藁待罪”。
得到毛文龙被袁崇焕擅杀的消息，崇祯的震惊是必然的。
《明史》卷259《袁崇焕传》称，“帝骤闻，意殊骇，念既死，且方倚崇焕，乃优旨褒答”。
这个说法基本上反映了崇祯的心态。
一方面，毛文龙是有该诛之罪，藉由斩帅，东江的离心势力遭到沉重的打击，恶性膨胀的将权也得到压制，明廷得以控制东江，对此崇祯当然欣慰，毕竟东江问题一直让他非常担忧。
正如夏允彝在《幸存录》卷上说“崇焕杀文龙，上亦甚喜，褒谕备至，不嫌其矫制”。
又《明史》卷251《钱龙锡传》云“时文龙拥兵自擅，有跋扈声，崇焕一旦除之，即当宁不以为罪也”。
又《崇祯实录》卷2云“上以文龙骄悖，命崇焕安心任事，且嘉谕之”。
但另一方面，纵使毛文龙其迹该诛，也不应该由袁崇焕操刀。
袁崇焕虽然被授予便宜行事之权，但是生杀大权须禀明于朝廷，何况杀戮的又是大将？
崇祯对于袁崇焕如此大胆的侵权擅杀行为一直心存芥蒂，逮捕袁崇焕时仍执以为词，其后袁崇焕被罗织罪名，擅权斩帅是其中大款。
另外，正如《明史》本传所说，当时崇祯倾心倚任袁崇焕，责以按期收复辽东，只要斩帅有利于收复失地，崇祯可以包容袁崇焕的逾制越权。
正因如此，崇祯对于斩帅的回应是积极的支持。
当时他召问辅臣商量此事，韩爌请求“降诏慰崇焕，一如其所更置”，崇祯表示同意。
此斩帅题本奉圣旨：“毛文龙悬跟海上，糜饷冒功，朝命频违，节制不受，近复提兵进登，索饷要挟，跋扈叵测，通夷有迹，犄角无资，掣肘兼碍，卿能周虑猝图，声罪正法，事关封疆安危，阃外原不中制，不必引罪，一切处置事宜，遵照敕谕行，仍听相机行”。
为了让袁崇焕安心任事，崇祯特地让首辅韩爌拟旨宣谕兵部：
“朕以边事付督师袁崇焕，阃外军机，听以便宜从事。
乃岛帅毛文龙，悬军海上，开镇有年，以牵制为名，全无功效，剿降献捷，欺诳朝廷，器甲会粮，囊耗军国，而且刚愎自用，节制不受，近乃部署多兵，来登索饷，咆嚣跋扈，显著逆形。
崇焕目击危机，躬亲正法，责其十二罪状，死当厥辜，决策弭变，自是行军纪律，具疏待罪，已奉明论，一切善后事宜，委任道将。
仍榜示东江各岛，元恶既正典刑，逆节尚未及发，姑从宽议，亲属子弟及冒姓诸人，悉从赦宥，将领量才授任，军士清伍给粮，辽民壮者入伍，老者纵归，朝鲜声援相联，亦与移谕，其区画未尽事务，听督师相机布置。
向闻文龙贿交中外，流布蜚语，今事迹既彰，群疑可释，其在京潜伏党与，所司捕辑，尔部即传谕知之”（《崇祯长编》卷23）