這時，遼東戰火越燒越旺，後金自取得薩爾滸之戰的勝利後，又連下開原、鐵嶺。孫承宗身在內廷，卻時刻關注著遼東的形勢。他每論前方局勢，無不切中要害，因以“知兵”而聞名。天啟元年（1621），後金攻占沈陽、遼陽等70餘城堡，滿朝為之震驚，群臣皆推薦孫承宗主遼東軍事。但熹宗皇帝實不願孫承宗離開。便派熊廷弼出任遼東經略。熊廷弼赴遼東後，因巡撫王化貞從中作梗，內部失和，給後金以可乘之機。次年，明軍節節潰退，連失廣寧等40餘堡。在此形勢下，孫承宗臨危受命，出任兵部尚書兼東閣大學士，主兵部，治理遼東軍事。後不久，自請督師遼東，得到熹宗的同意。同年八月，他以原官督師山海關，兼管薊、遼、天津、登萊諸處軍事。
他雷厲風行，整飭遼東防務，罷免庸弱無能之輩，破格啟用了鹿善繼、馬世龍、袁崇煥、滿桂、祖大壽等一大批能征慣戰的將領，建立起了有效的指揮係統；淘汰老弱，選練精兵，造就了一支由車營、水師、火營、前鋒、後勁營等組成的精銳部隊；修築城堡，加固工事，建立起自寧遠至山海關的多層次防禦體係；招撫遼人，穩定人心，以為固守之計。這些措施的實施，使明軍聲威複振，遼東局勢也因之出現了根本轉機。但隨著孫承宗屢建功勳、聲威日著，魏忠賢等人卻屢進讒言，橫加迫害，使孫承宗被迫於天啟五年去職還鄉。接替孫承宗的高第到任後，認為關外必不可守，下令軍隊盡數撤入關內。但袁崇煥堅決維護孫承宗的部署，拒不執行撤軍命令，並相繼取得了“寧遠大捷”和“寧錦大捷”兩次重大勝利。這說明孫承宗以守為戰、且戰且守決策是正確的，其整飭遼東防務也是卓有成效的。
後金軍在寧遠一線遭到敗績後，深知明遼東防線已固，遂將進攻的方向改在京師北部。崇禎二年（1629年，農曆己已），皇太極率10萬大軍從喜峰口叩關而入，兵鋒直逼京師，史稱“己已之變”。危急關頭，明廷再度起用孫承宗，讓他以原官駐守通州，拱衛京師。後袁崇煥率軍回救，與後金軍血戰於京郊。崇禎帝誤中皇太極反間計，以通敵罪將袁崇煥逮逋下獄，致使人心渙散，祖大壽率遼東明軍萬餘人東撤，形勢極度危急。孫承宗急派馬世龍等持親筆信前往安撫，使祖大壽斂兵待命。後來，各路勤王之師也陸續趕到，後金軍始撤圍而去。
後金軍退去後，孫承宗再鎮關門，二次督師遼東。他乘後金軍換防之際，奇襲遵化等四城，拔除了後金軍留在關內的一個釘子：又於寧錦一線修築大小淩城，加強前沿防禦。崇禎四年七月，後金乘明軍換將之孫，兵圍大淩城。孫承宗急赴錦州調度，但因丘禾嘉貽誤戰機，致使守將祖大壽糧盡援絕，獻城投降。閹黨借此將責任全部推到孫承宗身上，迫使他再度歸隱。
崇禎十一年（1638），清軍再度入關，於十一月兵圍高陽。76歲高齡且早已賦閑在家的孫承宗毅然走上城頭，組織軍民抗敵。後彈盡糧絕，城破而亡。其子、侄及孫輩力戰而死及被殺者達百餘。
孫承宗一生留下了大量的著述，除本書外，尚有《文集》100卷、奏議30卷、督師全書100卷、《督師事宜》18卷、《曆官舊記》4卷等多種著作。
《車營叩答合編》始刊於清同治八年（1869），為四卷本，其卷目為：卷一《車營圖製》、卷二《車營百八叩》、卷三《車營百八答》、卷四《車營百八說》。清光緒六年（1880）印行時，將各卷叩、答、說合而為一，稱作《車營百八叩合說合編》，名稱雖異，內容則完全一致。為便於讀者閱讀，這裏我們選用了清光緒六年本。
《車營叩答合編》是孫承宗與部下鹿善繼、茅元儀等人討論車營作戰問題時撰寫而成的。其內容涉及車營的編組方法、陣法布列、兵器配置、車步騎協同及各種天候地形條件下的作戰要領、後勤保障等諸多方麵。先秦時期，車兵曾作為主要的作戰兵種而出現在戰場上，但至漢以後便逐漸地銷聲匿跡了。明代中期以後，伴隨著大量火器的出現，為解決笨重的火器的機動問題，戰車複被啟用。便出現了新的兵種——車營。戚繼光在薊鎮練兵時，便組建了一支集車步騎為一體的車營。明代出現的車營，實質上便是現代意義上炮兵的雛形。《車營叩答合編》作為討論這一新興兵種作戰問題的理論專著，在中國兵學史上占有十分重要的地位。其中一些觀點，如強調車步騎諸兵種密切協同，主張布陣依地形、敵情等條件而靈活變化等，至今仍不失借鑒價值。