阳、辽阳相继陷落，后金占领了辽东半岛及部分沿海岛屿，对明朝造成了严重威胁，因为辽东半岛就像楔子插入海中，直逼天津于山东登莱，如后金从海上进攻，那后果不堪设想。

于是，辽东经略熊廷弼从全局出发，提出了“三方布置之策”，第二条就是“以登莱渡海为奇兵”，并推荐陶朗先为登莱巡抚，驻登州。沈有容也被提升为总兵、都督佥事，“登莱遂为重镇”。据称，当时登莱有水陆兵员共五万人，马万余匹，甲杖火器二百余万，战船两千余艘。

由于辽东“经抚不和”，致使广宁失陷，辽东的民众纷纷逃入沿海的岛屿，日夜盼望明朝水师的救援，但此时陶朗先却不知出于何等考虑，竟然下令：“敢渡一人者斩”。沈有容立即上书争之，并派数十艘船前往救渡，获济的辽东民众共达三万四千余人，后陶朗先因贪赃被视为熊廷弼的党羽入狱，绝食而死，明廷以袁可立代之。

沈有容在登州结识了戚继光的长子戚柞国，当时戚柞国四兄弟正在编辑《戚少保年谱耆编》，它以戚继光的活动为主线，比较全面、真实的记载了戚继光的一生。但年谱完成后，戚柞国等无力将其刊行，幸而得到了沈有容的资助，才得以问世。戚柞国对此十分感激，特地在此书沈有容题的序言后加以附记记载此事：“会我大都督宣城宁海沈老公祖开府东牟，怅门客之浇漓，怜屋乌之幽独，知不肖辈食贫有日，叹先少保功业失传，慨捐资费，为不肖辈成此一书，以传世世。”沈有容的一次义举，为后人了解与研究戚继光，提供了重要的史料。

后金国驻守在复州的副将刘兴祚遣生员金应魁持一封密信交给沈有容，称“欲反正内应，以报中国”。刘兴祚本来是不满明朝官将的欺压才逃入建州的，但他却因为在任上秉公审断女真人与汉人的纠纷，得罪了一批女真高官，发现自己无法保护汉人的合法权益，于是决心脱离后金。沈有容将这一情况向登莱巡抚袁可立作了回报，袁可立接受了刘兴祚的要求，并派沈有容出海接应。

刘兴祚开始积极准备，决定于起事，袁可立为此向朝廷上疏道：“今二月内，总兵沈有容执有生员金应魁奴酋伪授世袭总兵驻复州刘兴祚即刘爱塔密禀一纸，内称彼欲反正内应，以报中国，因求臣免死加衔牌票。臣念辽阳以纳降陷城，广宁以判官诱败，兴祚之言未可凭信。又思因间用间，实兵家妙用。……当此时也，乘宁前驻防之众，朝鲜助兵之初，大兵出关东下，旅顺犄角夹攻，宣川拥鲜众而应，恢复之功似有可图者。但谋贵万全，兵须审势，知彼知己，能为可胜，是又当慎图之耳”。

袁可立令两镇兵马奇兵出袭，“督兵过海，乘虚捣之”，沈有容起兵“自皇城岛掩袭旅顺南四卫”策应于南，毛文龙“自皮岛掩袭镇江九连城”抄袭于北。“巡抚袁可立使总兵沈有容以舟师赴岛上，与毛文龙连兵应之。”“命总兵沈有容于三月十三日率兵出海相机接应。去讫四月内，贼见登兵北来，毛帅之兵又交相接应，……五月登兵与岛帅布置相应。”张盘率领军队和登莱招抚的辽民混编的队伍一举打下金州，乘胜收复要塞旅顺、望海堡和红嘴堡等战略要地，使辽南数百里土地重新收归于明朝。

但因为叛徒王丙的出卖，刘兴祚遭擒，差一点被斩首，后来由于阉党迫害导致袁可立的离任，而使这一诱降计划受阻，但刘爱塔一意归降，最终还是在崇祯初年归顺明朝并战死疆场，这是明清战争史上明朝诱降满清级别最高的将领，为辽东间谍战之着名战例，至今为研究明清战争史者所称道。

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因为刘兴祚的反叛，努尔哈赤将辽东半岛的民众迁往内地，这时明廷有人就建议据守辽东半岛的金州，沈有容上言，“金州孤悬海外，登州、皮岛俱远隔大洋，声援不及，不可守。”但毛文龙依然派张盘进驻金