當遼西重鎮廣寧失陷的消息傳到京師，明廷大為震驚，上下一片慌亂，袁崇煥卻很鎮靜，獨自單騎出關巡閱形勢，回來后抨擊那種畏敵言行，并聲稱：“予我軍馬錢谷，我一人足守此。”
面對后金的凌厲攻勢，明遼東經略王在晉等人主張退守山海關，而寧前兵備僉事袁崇煥則主張保關內必守關外，保關外必守寧遠，得到前往山海關巡視的明東閣大學士、兵部尚書孫承宗支持。
不久，明廷任用孫承宗取代王在晉。
1623年，明天啟三年、后金天命八年九月，孫承宗命袁崇煥與副總兵滿桂領兵萬余駐防寧遠。
袁崇煥抓緊練兵屯田，按照以臺護銃、以銃護城、以城護民原則修建城堡，親定規制，城高3丈2尺，雉高6尺，址廣3丈，上廣2丈4尺。
寧遠城建筑成，遂為屏障山海關的軍事重鎮。
孫承宗和袁崇煥在遼東花了很大力氣，苦心經營，才把岌岌可危的局面開始扭轉過來。
1625年，明天啟五年、后金天命十年夏，孫承宗采納袁崇煥建議，派兵據守錦州、松山、杏山、右屯及大、小凌河等城，將遼西防線向前推進200里，使寧遠亦有所屏障。
十月，明廷派閹黨高第取代孫承宗。
在原本的歷史中，高第剛一上任就要把錦州、右屯等地的防御器械撤除，把守軍全部趕進關里。
袁崇煥堅決反對，高第不但不聽袁崇煥的忠告，還打算進一步放棄寧遠和前屯兩座城堡。
袁崇煥堅決表示：“我的官職是寧遠道，我要死就死在這里，決不離開寧遠一步！”
高第沒有辦法，只好讓他率領一小部分明軍留下。
接著高第就匆忙的下令盡撤錦州、右屯、大、小凌河及松山、杏山等地的明軍和守城器具，退入關內。
這個撤退命令來得十分突然，事前缺乏周密的組織工作，因此在撤退途中，人馬爭先恐后，亂成一團，連平日屯積在各地的十多萬石軍糧也丟棄了。
老百姓平白無故地遭受逃難流亡的痛苦，在路上死亡的很多，到處聽到悲慘凄苦的哭聲。百姓怨恨，軍隊更加沒有斗志了。
錦州、右屯和大、小凌河等地城堡均被放棄。唯袁崇煥申明利害，誓守寧遠。
寧遠城位于山海關外100公里左右，寧遠小城在1428年，宣德三年才設“衛”。
全城呈正方形，共四個門；周長六里八步，高二丈五尺；池深一丈，寬二丈，周長七里八步，只不過比“所”稍大一點而已。
這樣的小城，無論如何不能與有精銳明軍守衛的沈陽、遼陽等關外重鎮相提并論。
西洋大炮運至寧遠之初，同樣被放置在城外的壕溝以外。
袁崇煥放棄了在城外結寨、與城池互為犄角的陣勢，而將寧遠所轄中左所、右屯等所有兵馬，連同城外的西洋大炮、各種守城器械和百姓一并撤回到城內，城外房屋付之一炬。
重修的寧遠城城墻四角各有一個方形敵臺，三面伸出城外，一面和城池相連，當時中國最先進的紅衣大炮便放置在敵臺的特制炮車之上。
火炮調轉，火力可覆蓋城墻外270度的范圍；相鄰城墻角敵臺之間的大炮還可相對射擊城下的敵軍，一定程度上填補了過去后金軍動手鑿城的火炮死角。
《明季北略》記載，當時袁崇煥在寧遠城共擁有西洋大炮11門，接受過葡萄牙人訓練的彭簪擔任火器總把，專司訓練炮手使用紅衣大炮。
而袁崇煥早在福建便招募的軍人羅立，則成為紅衣大炮的發射者之一。
努爾哈赤乘遼東明軍易帥和匆忙撤軍之機，親統八旗軍約六萬人，號稱十三萬，于1626年，明天啟六年、后金天命十一年正月十四出沈陽，十七日西渡遼河，直逼寧遠。