袁崇焕到宁远的第一件事情，便是筑城。此前，孙承宗曾经派祖大寿去筑城。祖大寿凭个人的直觉，认为朝廷不会长期驻守宁远，所以城建了十分之一就停下了。袁崇焕到宁远之后，定下城墙的规制：高三丈二尺，宽三丈，上二丈四尺，城墙上的防护矮墙高六尺。他命令祖大寿、高见、贺谦分督修城的任务。
天启四年，宁远城修建完毕，“遂为关外重镇”。袁崇焕与满桂的合作，最初还算是比较相得。满桂是一员良将，而袁崇焕勤于职事，誓与此城共存亡，又“善抚将士”，二人的通力合作，使得将士们也乐意效命。因此，大环境的相对宁静，以及宁远城防务的严密，使天启年间的宁远城不但成为关外的重镇，而且是关外一个重要的贸易集散地、移民定居点。据《明史》记载，这时的宁远城“商旅辐辏（ｃòｕ），流移骈集，远近望为乐土”。
袁崇焕对于宁远的防务，可谓是尽心尽力。他的父亲死了，他夺情视事，不离职守。夺情，就是奉旨不回乡为父守制。这在明代历史中出现过多次，但屡次都遭到言官的弹劾。例如成化年间大学士李贤、万历初年大学士张居正，都曾因夺情遭到当时舆论的抨击。袁崇焕夺情视事，由于他是负责前线防务，所以可能在当时舆论看来还不算是贪恋权位，也就没有受到什么抨击。但是，从夺情一事看来，袁崇焕的性格与张居正类似，就是在处理国事与家事、行事与品行的关系时，不重虚誉，而注重实际。
宁远筑城之后，袁崇焕在孙承宗的支持下，陆续将明朝的防线往东北推了二百余里。到天启五年初，宁远城已经成为东北防线的内地了，在它之外，是锦州、大小凌河、松山、杏山等城堡。作为按察佥事备兵宁前道的袁崇焕，有理由相信宁远城及其周边城堡构成的严密防御体系足以抵挡后金军队的进攻。
二、孤城抗敌。孙承宗在东北边防上功绩卓著，所以在朝廷上的地位也很高。魏忠贤千方百计想要拉拢他，派应坤等人向孙承宗示意。孙承宗没有理睬，魏忠贤便非常痛恨他。天启五年，孙承宗西巡蓟州、昌平等地，上疏请以贺圣寿入朝觐见，也想借此机会弹劾魏忠贤。魏忠贤的亲信魏广微赶忙向魏忠贤报告说：“孙承宗拥兵数万来清君侧，兵部侍郎李邦华做他的内应，您将会变成齑（ｊī） 粉。”魏忠贤吓得跑到熹宗那里绕床而哭，求熹宗制止孙承宗来京。孙承宗到通州时，接到熹宗圣旨，立即返回。魏忠贤派人侦查，却发现孙承宗仅带着鹿善继一人而已。魏忠贤这才安下心来，但是却再也不敢让孙承宗继续执掌军权了。他指使崔呈秀等人不断地诋毁孙承宗，终于迫使孙承宗在当年十月离职。接替孙承宗出任经略的是高第。
高第是万历十七年的进士。这个人并不像一些作品中描述的那样，是一个讨好魏忠贤的无能之辈。高第对魏忠贤迫害东林党人杨涟、左光斗等人的行径，是持反对态度的。他曾多次向皇帝请求释放杨、左等人。因此，魏忠贤大约是嫌他碍事，便让他出京经略蓟辽。
高第为官清廉，但却显然不是一个军事家。他出任经略之后的策略，便是在山海关重兵屯守，关外坚壁清野。也就是说，高第的策略，与孙承宗当初积极进取的策略完全相反。看得出来，从王在晋到高第，在东北防务上采取的是守势战略，而孙承宗、袁崇焕的战略则要积极主动。如果关外全部失守，则这两种战略都有它的合理性。但是，当时宁远、锦州等城业已成为关外重镇，屯田、商贸都很发达。放弃宁远、锦州，对于明朝来说无疑是极大的损失。就在当时，袁崇焕及其部下面对高第尽弃关外诸城的策略，提出了明确的反对意见。袁崇焕一手提拔起来的通判金启倧（ｚōｎɡ） 就说：“锦州、右屯、大凌河三城都是前锋要地，如果收兵而退的话，已经安居的黎民百姓将不得不再次迁移，已经取得的封疆将要再次沦没。关内外能受得了几次这样的退守呢？”袁崇焕自然赞同金通判的意见，遂上书高第说：“兵法有进无退。三城已经收复，安可轻撤？锦州、右屯动摇，则宁远、广宁前屯卫也必定受到震惊，山海关也会失去保障。现在只需要择良将守城，一定不会有问题。”但是，高第心意已决，遂尽撤锦州、大凌河、右屯等城堡，将屯兵驱入关内，遗弃的米粟有十余万石。据说，撤兵一事，引得死亡载途，哭声震野，百姓怨愤，军队士气低落。按高第的想法，连宁远、广宁前屯卫两城也要弃守。袁崇焕却表示出与城同存亡的决心。他说：“我的官职就是按察佥事备兵宁前道。官此，当死此，我必不去。”面对态度坚决的袁崇焕，高第没有强令袁崇焕入关。从此，宁远城便成为关外的一座孤城。似乎为了奖励袁崇焕的勇气，朝廷将袁崇焕升为按察使。然而，一个官衔如何能阻挡后金的虎狼之兵呢？
始终在伺机而动的努尔哈赤，又焉能放过这样的机会？天启六年（1626）正月，努尔哈赤率兵六万进攻宁远城。后金军接连攻下右屯、大小凌河、杏山、塔山等八座城堡，明军遗留在右屯的粮食反而被努尔哈赤掠获，变成后金的军粮。努尔哈赤一心要拿下宁远，竟遣兵绕过宁远，在距宁远西面通往山海关的大路上五里处筑营。这样，短短不足一月间，后金军队拿下宁远周边的城堡，使袁崇焕、满桂驻守的宁远城完全变成了一座孤城。此时，后方山海关的明军，从经略高第到总兵杨麒、赵率教，皆不敢赴援。
袁崇焕深知明军自萨尔浒战后一直士气低落，坐等关内守军来援是不切实际的想法，现在惟一可以依靠的，就是宁远城中不足两万的守军。袁崇焕迅速做了系列部署。首先，袁崇焕本人与总兵满桂、副将左辅和朱梅、参将祖大寿、守备何可刚等人歃（ｓｈà）血为盟，举行誓师大会，誓与城共存亡，军士们都感动不已，“咸请效死”。接着，袁崇焕将城外军民撤入城中，坚壁清野。再者，袁崇焕檄前屯所总兵赵率教和山海关总兵杨麒，对他们说：“将士逃至者，悉斩。”这样就可以断绝军士逃跑之心，才会奋力死战。袁崇焕还命人在城上架起了红夷（衣）大炮。
那红夷大炮的用法，据有些学者说，是挖壕凿在墙洞中，大炮可以向外平射。后来在与后金军队的作战中，一个炮位就能打出一条血槽。据当时在袁崇焕军中的朝鲜使者韩瑗（ｙｕáｎ） 的见闻，袁崇焕守城的武器中，确实有一种名叫“地炮”的火器。可是，据阎崇年先生的意见，大炮还是架在城墙上。这是一种与此前明军所使用的火炮不同的西洋大炮，从澳门运来，威力更为巨大。据说，红夷大炮一发，可伤数百人。韩瑗描述当时发炮的情形：“不一会儿，放一大炮，声动天地。……后金军队合力攻城，城上守军又放大炮，举火照明，箭镞与礌石纷纷向下射去。……过了一会，地炮大发，城门内外，土石飞扬，火光之中，只看见胡人与胡马腾空乱坠，死伤无数。”
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孤城抗强敌（2）
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努尔哈赤的军队攻城数日，俱被袁崇焕击退。努尔哈赤对诸贝勒说：“我从二十五岁用兵以来，战无不胜，攻无不克，何独宁远一城，不能下耶？”其实，当时满洲军队气焰嚣张，遇到雄才大略的袁崇焕，便应了“骄兵必败”一语。韩瑗对战时的袁崇焕记载得非常生动：“袁崇焕的对敌措施，旁人都不知晓，军中非常安静。他跟几个幕僚正在闲谈，有报告说贼兵来了。这才乘轿上城楼，又与我们谈古论文，一点忧愁之色都没有。不一会儿，放一大炮，声动天地。我吓一跳，连忙低头避让。袁崇焕却大笑说：‘贼兵来了！’推开窗户往下看敌兵攻城的情况。”从中可见袁崇焕措置有方的景象和处变不惊的勇气。看来，袁崇焕守城的准备非常充分，所以能够气定神闲。面对布置周密的防守，擅长野战的后金骑兵自然难逃一败的下场。这一战中，据说努尔哈赤被大炮击中,身负重伤。同年八月，六十八岁的努尔哈赤逝世。袁崇焕则因孤城抗敌而大胜受到朝廷的表彰，升为右佥都御史。
宁远大捷，对明朝来说意义重大。它是明金交战以来第一个大胜仗，扭转了明朝军队中多年来的畏金情绪。熹宗下旨说：“这是七八年以来绝无仅有的一次胜仗，真够扬眉吐气啊！”
三、节制关内外军事。宁远一战中，高第、杨麒等拥兵山海关，坐视而不敢救，以为宁远城必然会失陷。宁远大捷，给当时的明廷无疑注射了一针强心剂。《明史》称：“我大清举兵，所向无不摧破，（明朝）诸将罔敢议战守。议战守，自崇焕始。”也就是说，在袁崇焕之前，明朝将领根本没有敢于守城接战的勇气；而考虑守城接战，则是从袁崇焕的宁远大捷后开始。这时，朝臣纷纷追究当时不敢救援的高第、杨麒的责任，朝廷也改用王之臣取代高第出任经略，以赵率教取代杨麒出任山海关总兵。
天启六年三月，袁崇焕以右佥都御史巡抚辽东，不久加兵部左侍郎衔。但是，袁崇焕在胜利之后，也渐渐骄傲起来。他对当初共事五年、同城抗敌的满桂竟然产生了不满，彼此间不很协调。明廷只得将满桂召回。王之臣当时作为经略，请求朝廷将能征善战的满桂留在关外。为此，袁崇焕与王之臣又不和。最后，朝廷只得在王之臣、袁崇焕之间作了妥协：王之臣专督关内军事，袁崇焕专督关外军事。