吳橋兵變的背景是崇禎三年，袁崇煥殺死了皮島總兵毛文龍，引起了島上將士的嘩變而發生的。由于后金的崛起，明朝在山海關之外的勢力幾乎全部被后金蕩盡。但由于袁崇煥的英勇抗擊和毛文龍的地理優勢，使他們兩支軍隊，成為了關外唯一能和后金抗衡的軍事力量。隨著寧遠和寧錦之戰的勝利，袁崇煥被崇禎皇帝重用，升為了薊遼督師和兵部尚書，節制關外的軍隊。和袁崇煥的關寧鐵騎不同，皮島的軍事勢力是相對比較獨立的，因此毛文龍除了向朝廷索餉之外，其他的事情一概不向朝廷匯報。鑒于毛文龍的驕橫跋扈，袁崇煥設計誅殺了毛文龍。

毛文龍死后，皮島的將士們不干了，開始發生嘩變。為了有效地節制皮島的兵力，朝廷又派遣孫元化去領皮島總兵之職位。孫元化是原來跟隨孫承宗鎮守山海關的將領，后來孫承宗被調任之后，孫元化成為了山東按察副使和登、萊二州巡撫。他接收了毛文龍的部將孔有德、耿仲明、李九成、李應元等人。后袁崇煥因為被崇禎皇帝殺害，后金的騎兵趁此機會，開始向孫承宗和袁崇煥構筑的關寧防線進攻。時關寧軍的將領祖大壽正在大凌河城內修筑城池，被后金軍隊圍困在城內。孫元化下令讓孔有德率領八百鐵騎前往大凌河救援，當孔有德行至吳橋的時候，發動了兵變。

在一些文史中提到，袁崇煥誅殺毛文龍是一種錯誤的行為，而崇禎誅殺袁崇煥，其中一條罪名也是擅自誅殺大將。但是從吳橋兵變的背景中可以發現，毛文龍遺留下來的將領，在毛文龍死后都不受節制，可見皮島兵忠于的對象不是朝廷，而是某個個人。吳橋兵變過程是從崇禎皇帝誅殺袁崇煥開始的。在后金的反間計下，崇禎誅殺了其大將袁崇煥，而后金趁此機會，開始向明朝的關寧防線發動了猛烈的進攻。關寧軍的將領祖大壽被后金軍圍困在大凌河城內，朝不保夕。

東江皮島總兵孫元化得到朝廷的號令后，派遣孔有德率領八百騎兵去大凌河城增援祖大壽。當孔有德所部行軍到吳橋時，恰好降下了一場大雪，軍隊行進不便，只好暫時停留下來。吳橋屬于山東境內，登州的士兵和山東的士兵向來有矛盾的。這時又發生了一名士兵搶奪山東望族王象春家仆一只雞的事情。他們把這名士兵抓起來游營，于是東江兵就殺死了王象春的家仆。王象春的兒子不肯就此干休，要求查明真相。恰好此時，李九成把孫元化給他買馬的錢用光了，他怕孫元化怪罪，因此就鼓動孔有德嘩變。孔有德因袁崇煥誅殺毛文龍的事情，心中對朝廷多有不滿，因此在吳橋發動了兵變，連續攻克了山東幾座縣城，并且把那里的總兵黃龍抓了起來，割掉了他的耳朵和鼻子。

吳橋兵變的發生，讓朝中的許多大臣紛紛上書彈劾孫元化，說他放縱孔有德。這時孔有德又率軍殺了回來，直逼登州。孫元化急忙令張燾前去登州防守。但是張燾和孔有德是舊相識，因此也加入到孔有德嘩變的陣營里，他們一起攻克了登州，俘虜了孫元化。后祖大壽從大凌河成脫困，率軍南下和孔有德所部交戰。孔有德豈是管寧鐵騎的對手，很快就被祖大壽擊敗。走投無路的孔有德，只好向投奔后金，吳橋兵變以明軍勝利告終。吳橋兵變雖然最終以明朝的勝利而告終，對于明朝和后金來說，吳橋兵變影響卻是很大的，這造成明朝方面的人才和火器的大量流失。

吳橋兵變的時候，明朝和后金已經先后交戰了好幾年，袁崇煥依靠紅衣大炮將后金的軍隊抵擋在山海關之外。叛將孔有德率領著其一幫叛軍，一路連下山東的好幾座城池，令明朝方面不能坐視不理，因此派出關寧軍前去鎮壓。在祖大壽和張韜等人的鎮壓下，孔有德于崇禎五年八月在沙河戰敗，走投無路的孔有德只好投降后金。在孔有德和耿仲明給皇太極的降書中稱，其有“甲兵數萬，輕舟百馀，大炮、火器俱全”。也就是說，叛軍將大量的明朝火器帶到了后金，使后金軍隊的裝備也大幅度提升，從而使得明朝在火器方面失去了優勢。而在后金入關后，一路南下，依靠的就是孔有德的這批火器。

在戰略方面，吳橋兵變影響著后金和明朝之間的局勢。原本明朝依靠東江牽制后金的后方，但吳橋兵變后，山東腹地遭到了叛軍的蹂躪，登州的局勢徹底崩盤，因此從實質上來講，東江的牽制作用已經失去，明朝在關外的軍事力量只剩下唯一的一支隊伍關寧鐵騎。在清軍入關后，孔有德、耿仲明等人，成為了清軍的馬前卒，一路攻下南明的多座城池。在平定江南，掃清西南的多次戰役中，孔有德都起到了決定性的作用。直到順治五年，孔有德在和南明的軍隊交戰時，被南明的名將李定國擊敗，在桂州城內引火自焚才宣告結束。