崇祯四年（1631年）八月，皇太极率清兵进攻大凌河城（今辽宁锦县）。孙元化急令部下孔有德以八百骑赶赴前线增援。
这支部队虽是奉命北上，沿途却得不到官府的给养。至吴桥时，风雪交加，百姓惧兵，纷纷闭门罢市。一士兵不耐饥寒，偷了当地望族王象春的一只鸡。对方要求孔有德将此士兵“穿箭游街”，引发军队不满，遂拥戴孔有德为主，发动吴桥兵变。
次年，在耿仲明的协助下，孔有德率众占领了登州。特谢拉·科雷亚及其葡萄牙炮手除三人幸存外，全部战死。巡抚孙元化被叛军放还，但最终还是被朝廷斩首弃市。徐光启多年经营的事业就此毁于一旦，一年之后郁郁辞世。
崇祯六年（1633年），孔、耿二人投降后金，向皇太极宣誓效忠，皇太极在沈阳亲自欢迎他们。孔有德的归顺，不仅令后金获得大量精良的西洋火器，而且得到全套铸弹制药的技术以及瞄准的知识与仪具。经搭配八旗步骑兵后，在当时即形成一支几乎无坚不摧的劲旅。