天启年间，毛文龙不断以大量贿赂送给魏忠贤和其他太监、大臣。对朝中当权派的公共关系做得极好。天启五年，御史麦之令弹劾毛文龙，认为他无用，辽东军务不能依靠他。魏忠贤极力袒毛，说麦之令是熊廷弼的同党，将他杀了。这样一来，所有反对魏忠贤的东林党清流派都恨上了毛文龙。

崇祯接位后，毛文龙作风不改。朝廷觉得皮岛耗费粮饷太多（因毛文龙要的是十万名官兵的粮饷），要派人去核数查帐。毛文龙多方推托，总之是不欢迎御用会计师驾临。

袁崇焕的新任命，理论上是有权管到皮岛东江镇的。朝中于是有人建议皮岛的粮饷经由宁远转运，意思是交由袁崇焕控制。甚至有人主张撤退皮岛守军，全部调去宁远。这些主张，都遭到毛文龙的抗拒，而兵部又对毛相当支持。

袁崇焕写信给首辅钱龙锡商量，要杀毛文龙。钱回信劝他一切慎重。袁在北京时，也曾和钱龙锡商议过杀毛的事，当时袁对钱龙锡说，要恢复辽东，必须从整肃东江镇的军纪开始。

袁崇焕决心要解决这件事。崇祯二年五月廿二日，袁崇焕离宁远，去和毛文龙会谈，约定了在旅顺附近的一个小岛上相会，这小岛叫做岛山。[90]从宁远经渤海到旅顺，和从皮岛经黄海到旅顺，海程大致相等，所以旅顺是一个中间地点，也可说是中立地带。那时毛文龙对袁崇焕已心存疑忌，如邀他到宁远相会，他是不肯来的。袁崇焕如去皮岛，却又是身入险地。

袁崇焕除座船外，带船三十八艘，出发前先试放西洋大炮，射程远的五六里，近的三四里。廿六日到双岛，登州的军官带了兵船四十八艘来会。廿七日到岛山停泊，旅顺的军官前来参见。袁崇焕带众将上山，到龙王庙去拜龙王，对众将训话：“本朝开国，中山王徐达、开平王常遇春诸将起初在鄱阳湖、采石矶大战，后来一直打到漠北，水战固然胜，马步战也胜，才能驱逐胡元，统一中国。现在你们的水师只能以红船在水上自守，满清鞑子不下海，难道能赶他们入海打水战么？所以水师必须也能陆战。”他的抱负是要将水师训练成为海军陆战队。

六月初一，毛文龙率领部属到达岛山，与袁互相交拜。毛文龙呈上礼帖三封和三桌筵席。在船中吃过，袁崇焕和他谈话，说道：“辽东海外，只有我和贵镇二人，务必同心共济，方能成功。我历险来此，旨在商议进取。军国大事，在此一举。我有一个良方，只不知生病的人肯不肯服这一帖药。”当晚两人直谈到二更。初二袁崇焕上岛，犒赏毛的部属，和毛又密谈到三更。初三日又再谈，袁崇焕要求皮岛设文官监军，粮饷由宁远转发，改编部队，连谈三日三夜，毛文龙始终不同意，到这时谈判终于破裂。袁崇焕给他最后一个机会，劝他辞职回乡，享受西湖风物。毛文龙说：“辞职回乡这件事，我一直是在盼望的。只不过我对辽东事务很熟悉，解决了满洲之后，可顺势袭取朝鲜了。”袁崇焕听他大言不惭，更是不满。[91]酒散后，袁传副将汪翥上船密议，五更方毕。通宵部署，要杀毛文龙了。

初四日，袁崇焕犒赏毛部兵将共三千五百七十五名，军官每名银子三五两不等，兵每名数钱，又将带来的饷银十万两交卸。同时和毛划分职权，此后旅顺以东由毛指挥，旅顺以西由袁指挥。毛文龙收到大笔银子，对指挥权的区划又十分满意，减少了提防警惕。

初五日，袁崇焕邀毛文龙一起检阅将士比赛射箭。相见后，袁崇焕说：“我明天要回宁远了。贵镇身当国家海外重寄，请受我一拜。”说着下拜，毛文龙跪下还礼。大家上山后，袁的亲信参将谢尚政指挥各营士兵布成一个大围。毛文龙和随从官员百余名在围内，将毛部兵丁都隔在围外。袁崇焕问起毛文龙手下将官的姓名，居然大多数姓毛。袁崇焕觉得奇怪。毛文龙说：“他们都是我的义孙。”[92]

袁崇焕笑了起来，跟着对毛部众将说道：“你们在海外辛苦，兵士每个月只有五斗米的粮，甚至家中几口人都分食此粮，想起来令人痛心。请大家受我一拜，感谢你们为国家尽力，以后大家不必耽心没有粮饷。”当即下拜。众将磕头答礼，甚是感动。

袁崇焕随即提出几件事来责问毛文龙，毛文龙抗辩。袁崇焕不客气了，斥责道：“本部院披肝沥胆，与你说了三日，只道你回头是岸，也还不迟。那晓得你狼子野心，总是一片欺诳到底。你目中没有本部院，那也罢了。方今圣天子英武天纵，国法岂容得你？”命人除下他衣冠，绑了起来。毛文龙的态度仍十分倔强，自称无罪有功。

袁崇焕厉声道：“你道本部院是个书生，瞧我不起。本部院却是能管将官之人。你说没有罪么？你犯了十二大罪，我数给你听：‘一、明朝的制度，大将在外，必由文臣监督，你专制一方，军马钱粮不肯受核。二、杀戮降人难民，谎报冒功，说杀的是清兵。三、宣称如果南下，取登州和南京犹如反掌。公然说要造反。四、每岁饷银数十万，但发给兵士的粮饷每月只有三斗半，侵盗军粮。五、在皮岛开马市，擅自与外国贸易。六、部将数千名都冒称姓毛，擅自封官。七、败退时剽掠商船。八、你自己强抢良家妇女，部下效尤。九、驱策难民到辽东去偷挖人参，不肯去的就不发粮食，让他们大批在岛上饿死。十、将大量金银送去京师贿赂，拜魏忠贤为义父，在岛上替魏忠贤塑像。十一、铁山一仗，大败丧师，却报称有功。十二、设立军区已达八年，不能恢复寸土，观望养敌。’这十二条罪状数了出来，毛文龙魂不附体，只有叩头求饶。”

袁崇焕问毛的部将：“毛文龙该斩么？”诸将都吓得不敢作声。有人说毛文龙这些年来虽无功劳，但也辛苦出力。袁崇焕叱道：“毛文龙本来只不过是个寻常百姓，现今官居极品，满门封荫，已足够酬答他的辛劳了，为什么他还这样悖逆？”

于是向着北京叩头，宣称：“臣今天诛毛文龙以整肃军纪，诸将中若有行为如毛文龙的，也一概处决。臣如不能成功，请皇上也像诛毛文龙一样的处决臣！”请出尚方剑来，命旗牌官将毛文龙在帐前斩决，向毛文龙部属谕示：“只诛毛文龙一人，其余各人一概无罪。”毛文龙麾下将士无一敢动。袁崇焕命人收殓毛文龙，次日开吊拜奠，说：“昨日斩你，是为了朝廷大法。今日祭你，是为了僚友私情。”

随即将毛部分为四队，派毛文龙的儿子毛承禄、副将陈继盛（陈的女儿是毛文龙之妾）等四人分领，犒赏军士，尽除皮岛毛文龙的虐政。回宁远后上奏禀报，最后说：毛文龙是大将，不是臣有权可以擅自诛杀的。臣犯了死罪，谨候皇上惩处。[93]

崇祯得讯，大吃一惊，非常不以为然。但想毛文龙已经死了，目前又正倚赖袁崇焕尽力，只得下旨嘉奖他一番，又下旨公布毛文龙的罪状，逮捕毛文龙的驻京办事处主任，以安袁崇焕之心。[94]