但寧遠城是進入山海關的必經之路，即使其他的路線可以繞過，也要面臨補給部隊被劫的風險，所以努爾哈赤必須攻占寧遠城。
廣寧的陷落和寧遠的危機震動了整個明朝，全朝上下一片驚慌。不過，此時有位官員非常震驚，他便是明朝末年的著名將領袁崇煥。袁崇煥出生于公元1584年，他從小喜歡軍事，史書記載他“宿好公丁，經武藝善騎射”。
但袁崇煥直到39歲才以文官出身，任職為福建邵武知縣。在努爾哈赤籌備攻打寧遠之前，袁崇煥奉命參加抵抗。
當時的朝廷已經慌作一團，袁崇煥卻以邊才自詡，聲稱“與我軍馬前谷，我一人獨守此”，可見他對抵抗金軍的信心。
而且他所提出的抗金大計確實得到了上等評價，他也因此通過了兵部考察。在天啟二年，他被認為兵部職方主事。
又在12天后被推薦為山海監軍。
袁崇煥是個狠人，完全沒給自己預留半點退路。他居然主動立下軍令狀，保證必勝，否則就斬首于軍前，以此激勵將士。
朝廷于是在他的請求之下批準其招募15000人，同時撥發20萬兩軍費。袁崇煥就此組建了一支精銳部隊，于天啟三年帶兵駐防寧遠，然后抓緊時間練兵屯糧。同時，他還按照“以臺護城，以城護民”的原則，修建規制極高的城墻。
史書記載其高度為三丈二尺，城墻上方的巨石垛墻為六尺，底部的厚度足有三丈，頂部的厚度也達到了兩丈四尺，在當時絕對是非常牢固的屏障。而《天氣異聞錄》中所修建的正是這座又高又厚的城墻。
在《天氣異聞錄》的第一集中有過這樣一句臺詞：“督師攜袁將軍外出巡視未歸。”其中的袁將軍就是袁崇煥，督師就是劇中經常提到的孫督，也是歷史上在防守寧遠的問題上給予了袁崇煥大力支持的孫承宗。
天啟五年，被稱為“九千歲”的宦官魏忠賢早已專斷國政，《天氣異聞錄》將其稱作“魏賊”。他原本要對孫承宗實施拉攏，卻因對方的拒絕心生記恨。
于是在魏忠賢的詆毀下，閹黨高第取代了孫承宗的位置，孫承宗被迫罷官。只是高第懦弱無能，剛一上任便把多地的防御器械撤出，要求所有守軍全部進關。袁崇煥對此堅決反對，絕不離開寧遠半步。
高第最終撤離了大部人馬，袁崇煥僅以2萬兵力鎮守寧遠。由于撤退的命令太過突然，各地人馬在撤退之時亂成一團，甚至丟棄了10多萬擔軍糧，這些軍糧最終被努爾哈赤所占。
此時的袁崇煥前有勁敵，后無援兵，在多重不利的局面之下，堅守寧遠的任務更加沉重。
不過值得慶幸的是，根據《明季北略》的記載，當時的寧遠城擁有11門西洋大炮，還有一位名叫彭三的火器總兵，他曾經專門接受過葡萄牙人的發射訓練。
之后，袁崇煥在眾將面前寫下血書，表明與寧遠共存亡的決心，全城居民因此為之振奮。有的百姓負責將士的飲食，有的百姓負責籌辦物料，還有人協助運輸作戰用品。
天啟六年正月二十三日，后金以13萬兵馬（號稱20萬大軍）進抵寧遠，與寧遠城的北五里扎設大營。然而此處正在西洋大炮的射程之內，袁崇煥于是立即下令轟炸金營，并且準確命中。
金軍因為慘重的傷亡被迫后退。次日，努爾哈赤發動進攻，袁崇煥以“遠紅近燒”的戰術殺傷了大量金兵，努爾哈赤無法登城。
于是迅速分兵至城南，以楯車做掩護，在城門兩角鑿開了兩丈見方的大洞。就在城墻被挖通之時，袁崇煥迅速帶兵于洞口血戰，同時在金軍進攻期間親自指揮堵住了缺口。此后，金軍屢次進攻，都因明軍的猛烈炮擊無功而返。
努爾哈赤最后因為傷亡慘重被迫撤軍，于二十七日向沈陽撤回。
這便是歷史上的寧遠之戰，也是《天氣異聞錄》的歷史背景。戰后，袁崇煥給努爾哈赤帶話：“老將橫行天下已久，今日敬拜于小子。”
其實努爾哈赤征戰四十余年，唯獨寧遠之戰遭遇敗北。袁崇煥此舉無非是殺人誅心。
努爾哈赤果然于同年去世，對于他的死因有著兩種說法：一種是重病身亡，一種是寧遠之戰時被大炮炸傷。