天启二年（1622年）八月，孙承宗以原官督山海关及蓟、辽、天津、登、莱诸处军务。经他推荐，阎鸣泰被任命为辽东巡抚。九月初二日，孙承宗到山海关正式“视事”，调整指挥系统，命将任职：以总兵官江应诏定兵制、监军袁崇焕修营房、总兵官李秉诚练火器、广宁道万有孚主采木、司务孙元化筑炮台、游击祖大寿驻觉华岛并负责粮饷与器械。孙承宗一到任，就把防务部署得井然有序。时辽东巡抚阎鸣泰主张守关内，与承宗意见相左。朝廷以张凤翼代阎鸣泰为辽东巡抚。孙承宗坚持守关外，于天启三年即天命八年(1623年)九月初八
日，出山海关东巡，达于宁远以东。他奏报道：“若失辽左，必不能守榆关；失觉华、宁远，必不能守辽左。”孙承宗的战略意图是，山海关外以宁远为重点，将沿线原有各城都恢复起来，派驻军队，层层设防。因而把山海关至宁远200里之间，镇堡收为内镇，建成关宁防线。对于山海关的防御，具有战略意义的是，孙承宗与袁崇焕布置了一条把山海关—宁远联结成一体的关宁防线。
《全辽志》之“宁远卫境图”
天启三年即天命八年(1623年)春，袁崇焕受孙承宗命，往抚蒙古喀喇沁部。先是，明失广宁后，宁远以西五城七十二堡尽为喀喇沁诸部占据。明军前哨不出关外八里铺。袁崇焕亲抚喀喇沁诸部，收复自八里铺至宁远200里；又拊循军民，整治边备，成绩卓著。秋，孙承宗从袁崇焕议，排除巡抚张凤翼、佥事万有孚等力阻，决计戍守宁远。
宁远位于山海关外200里，居辽西走廊中部，在锦州与山海关之间，扼辽西走廊咽喉之地，三面环山，东临大海。它“内拱岩关，南临大海，居表里之间，屹为形胜”。宁远城背山面海，居山海要冲，扼边关锁钥。城外山海之间有一条通道，北达沈阳，南通榆关。宁远城迤东有首山，以其形似“人首”而得名。首山与螺峰山（窟窿山）相对，两山之间仅有百米宽的通道。海中有觉华岛（今菊花岛），可设舟师，囤贮粮秣。
明初宁远属广宁前屯、中屯二卫地。宣德三年(1428年)，置宁远卫；五年（1430年），始修卫城。内城周长六里八步，高二丈五尺；池深一丈、宽二丈，周长七里八步。呈方形，有四门——东为春和、南为迎辉、西为永宁、北为威远。外城周长经测遗址为4319米。其城门四前屯卫中前所瓮城旧影
——东为安远、南为永清、西为迎恩、北为大定。景泰中指挥韩斌重修。嘉靖四十三年（1564年）副使陈绛再修。时额定城内驻军1250余名。在明朝前期，辽西军政重点为广宁；明朝后期失陷沈阳、辽阳、广宁，宁远处于关宁防线的先锋。后金攻破广宁后，山海关成为明朝阻挡后金进军的关门，宁远的战略地位尤为凸显。但此期明朝战略家们没有认识到宁远的重要战略地位。随着明朝与后金的形势变化，其重要地位才开始为具有远见卓识的战略家们所认识。袁崇焕首先发现宁远的战略价值，展现出其卓越的军事谋略。
孙承宗采纳袁崇焕议守御宁远，命游击祖大寿兴工营筑，袁崇焕与满桂驻守。但祖大寿臆度朝廷不能远守，便草率从事，工程颇为疏薄，仅筑十分之一。袁崇焕手订规制，亲自督责，军民合力，营筑宁远。《明史·袁崇焕传》记载：
崇焕乃定规制：高三丈二尺，雉高六尺，址广三丈，上二丈四尺。大寿与参将高见、贺谦分督之。明年迄工，遂为关外重镇。桂，良将，而崇焕勤职，誓与城存亡；又善抚，将士
乐为尽力。由是商旅辐辏，流移骈集，远近望为乐土。
宁远城于天启四年即天命九年（1624年）完工，成为关外一座重镇。明朝关宁防线的后劲为山海关，前锋则为宁远城。孙承宗支持袁崇焕营筑宁远城，并部署防御兵力，标志着关宁防线的初建。后在构建关宁防线过程中，袁崇焕雷雳风行，纪律严肃，发现一名校官虚报兵宁远（今辽宁兴城）古城墙登城马道
额，吞没粮饷，脾气发作，越权将其杀了。孙承宗大怒，袁崇焕叩头谢罪。
孙承宗、袁崇焕等为构筑关宁防线，采取诸多措施：一是修筑城堡，二是驻扎军队，三是召回辽人，四是垦荒屯田，五是贸易货物，六是抚绥蒙古。中前所兵民已近5000人，前屯军民有6万余人，中后所兵民不下万余人。宁远兵民达5万余。总计已恢复五城十三堡，垦田5000余顷，兵民已达10余万。宁远经过袁崇焕亲率军民经营，由原先“城中郭外，一望丘墟”，极度荒凉凋敝；变为“商旅辐辏，流移骈集，远近望为乐土”。宁远成为明朝抵御后金南犯的关外重镇。明朝调集秦、晋、川、湖、齐、梁、燕、赵等军兵驻扎山海关，到天启五年即天命十年(1625年)，已达官兵117086人，马59500匹。关外形势，顿为改观。关宁防线，初步建成。后金天命汗努尔哈赤与崇德帝皇太极，始终没能打破关宁防线。就是这道关宁防线，不仅保卫山海关免受攻击，而且在此后20年间，基本上稳定了辽西走廊的局势。袁崇焕在孙承宗支持下，为建立关宁防线发挥了重大的作用，建立了不朽的功勋。
在“以辽人守辽土，以辽土养辽人”的战略思想下，天启四年即天命九年(1624年)九月，孙承宗派总兵马世龙“偕巡抚喻安性及袁崇焕东巡广宁”，水陆马步军12000人，历十三山，经右屯，又由水路抵三岔河，以都司杨朝文探盖州。袁崇焕等东巡三州、两河，相度形势，察访虚实，训练士卒，增长胆气，实为熊廷弼雪夜巡边后的又一壮举。袁崇焕《偕诸将游海岛》诗曰：
金庸先生认为：《偕诸将游海岛》一诗，不说率诸将而说偕诸将，不说巡海岛而说游海岛，颇有儒将的雅量高致。诗中抒发袁崇焕的见识：边事的纷争总能平定，但朝廷中的斗争
不知几时能休。
孙承宗督师以来，为建关宁防线，定军制，建营垒，备火器，治军储，缮甲仗，筑炮台，买马匹，采木石，练骑卒，汰逃将，“层层布置，节节安排，边亭有相望之旌旗，岛屿有相连之舸舰，分合俱备，水陆兼施”。由是，辽东形势，为之一变。不久，袁崇焕晋升为兵备副使，又被吏部列为预储（后备）巡抚。
《孙文正公年谱》记载关宁前后变化云：“往还绝塞，道旁多敌骑足迹。士卒皆恐，宿寨儿山，藉草而卧。风雨饥饿，与从行士共之。凡战守之具，自关门渐移前屯，自前屯渐移宁远。袁崇焕领三参将，经营宁远。而公令马世龙等三大将，更番练兵于二百里内外。简阅宁前以西，可屯之田五千余顷，官屯其米。身督将吏分买牛、种，治耕具。诸部将轮防边堡，以护屯。辽人出关者又十余万。车牛属途，轮蹄相续，城堡辐辏，如承平时。行采青之法，不复仰给于关东，省度支巨万。因煤以铸钱，因海以煮盐，因舟以贸易货物，而军需广矣。”
天启五年即天命十年(1625年)夏，孙承宗与袁崇焕计议，遣将分据锦州、松山、杏山、右屯及大、小凌河各城，修缮城郭，派军驻守。自宁远向前，推进200里，宁远则成为“内地”。宁远至山海关200里，宁远至锦州又200里，共为400里，形成了以宁远为中心的宁锦防御体系。《三朝野纪》记载：“自承宗出镇，关门息警，中朝宴然，不复以边事为虑矣。”正当孙承宗与袁崇焕组建宁（远）锦（州）防线、进图恢复大计之际，朝中政局，发生变化，阉党势力，甚为猖獗。
明朝高层内部的党争，直接牵系着辽东的军事形势。魏忠贤自窃夺权柄之后，贬斥东林，控制阁部，提督东厂，广布特务，恣意拷掠，刀锯忠良，祸及封疆，败坏辽事。客、魏擅权，内结宫闱以图自固，外纳朝臣而施淫威。天启帝则成了他们的傀儡。他们恐妃嫔申白其罪孽，矫旨赐泰昌帝选侍赵氏自尽，幽禁并谮（zèn）杀怀有身孕的天启帝裕妃张氏，设计堕皇后张氏胎，又杀冯嫔、禁成妃，以及谋害宫嫔冯贵人等，将天启帝妃嫔女侍尽为控制，以擅权柄，残害东林。他们为使“内外大权，一归忠贤”，安插率先附己的顾秉谦和魏广微等入阁，又将东林党的阁臣、六部尚书和卿贰以及科、道次第罢黜。天启四年即天命九年(1624年)六月，正当孙承宗、袁崇焕营筑宁远、日复辽土的时候，副都御史杨涟劾魏忠贤罪疏奏上。阉党凶焰更嚣，中官聚围首辅叶向高府第。后逐吏部尚书赵南星等。东林党首辅叶向高、次辅韩爌（kuànɡ或huànɡ）等先后罢去，阉党顾秉谦、魏广微柄政。魏忠贤夺取了朝廷内外大权。
魏忠贤专权后，因孙承宗功高权重，德劭资深，声誉满朝野，欲使其附己，令刘应坤等申明意图，嘱送金银。孙承宗刚直不阿，拒之不纳。魏忠贤见孙承宗不附己，对他加以衔恨。孙承宗嫉恶如仇，杨涟疏劾魏忠贤二十四大罪，孙承宗诗赞其“大心杨副宪，抗志万言书”。御史李应昇奏疏弹劾阉竖，魏忠贤恚其与孙承宗同党。十一月，魏忠贤尽逐左副都御史杨涟、吏部尚书赵南星、左都御史高攀龙、左佥都御史左光斗等。孙承宗正西巡蓟、昌，欲抗疏阉党，请以“贺圣寿”入朝，面奏机宜，疏论魏忠贤罪端。魏广微得报，奔告魏忠贤：
“承宗拥兵数万，将清君侧，兵部侍郎李邦华为内主，公立齑（jī）粉矣！”魏忠贤惶惧，到熹宗前，绕御床哭。天启帝为之心动，命内阁拟旨。次辅顾秉谦奋笔书曰：“无旨离信地，非祖宗法，违者不宥（yòu）！”午夜，开大明门，召兵部尚书入，命以三道飞骑，阻止孙承宗入觐。又矫旨命守九门宦官：“承宗若至齐化门，反接以入！”孙承宗抵通州后，闻命而返。孙承宗在《高阳集》中记载请入觐不果时写道：“要人欲并杀予，曰杨、左辈将以谋清君侧。”
孙承宗返回之后，天启五年即天命十年(1625年)五月，高第为兵部尚书，阉党控制枢部。七月，魏忠贤诬杀杨涟、左光斗等于狱。时东林“累累相接，骈首就诛”。正值魏忠贤要借机削夺孙承宗兵权时，八月发生马世龙柳河之败。
马世龙，宁夏人，由世职举武会试，历游击、副总兵。世龙貌伟，承宗奇其人，荐充总兵官。承宗出镇，又荐世龙为山海总兵。世龙感恩承宗知遇，颇为效力，与承宗定计出守关外诸城。天启四年即天命九年(1624年)，马世龙偕巡抚喻安性及袁崇焕东巡广宁，又与袁崇焕、王世钦航海抵盖州海滨，相度形势，扬帆而还。其时，孙承宗统士马10余万，用将校数百人。马世龙自信势强，遣师轻袭，兵败柳河：总兵马世龙遣前锋副将鲁之甲、参将李承先，率小股军队，从娘娘宫渡口过河，夜袭后金耀州(今辽宁省营口县岳州村)，败于柳河，鲁、李战殁，死士400人，丢马670匹，弃甲600余副。言官交章劾奏，抨劾马世龙，并及孙承宗，参劾章疏，达数十道。圣旨严厉切责，令其戴罪图功。承宗气急，连上二疏，进行自辩，并请罢官。魏忠贤拟由阉党高第代孙承宗。高第性情懦弱，不敢接受，“叩头乞免”，忠贤不听。十月，孙承宗以患病为由上疏告假获准而去。孙离职前，袁崇焕深感“边事不可为”，见承宗时，痛哭流涕。明以兵部尚书高第代孙承宗为辽东经略。孙承宗罢去，阉党分子兵部尚书高第代为经略，辽东形势，急剧逆转。
明廷不信贤臣、廉臣、名臣、能臣孙承宗，而信任佞臣、懦臣、庸臣、昏臣高第，这就给天命汗努尔哈赤进攻宁远提供了机会。天命汗努尔哈赤探知明朝经略易人，便准备亲率大军，西渡辽河，进攻宁远。