就在這京師中人心惶惶的時候，袁崇煥騎了一匹馬，孤身一人出關去考察。兵部中忽然不見了袁主事，大家十分驚訝，家人也不知他到了哪裏。不久他回到北京，向上司詳細報告關上形勢，宣稱：“隻要給我兵馬糧餉，我一人足可守得住山海關。”他的豪語使朝中大臣們印象十分深刻，所以得到朝廷的支持，不久袁崇煥即到了山海關。
後袁崇煥申請由自己帶兵五千進駐在山海關北麵200裏的寧遠，經考察寧遠地勢，袁崇煥主張築城寧遠。朝廷中的大臣都反對，認為寧遠太遠，守不住。大學士孫承宗是個有見識之人，親自出關巡視，了解具體情況，接受了袁崇煥的看法。1622年9月，孫承宗派袁崇煥與副將滿桂帶兵駐守寧遠，這是袁崇煥領軍的開始。袁崇煥到後，當即大張旗鼓、雷厲風行的進行築城，立了規格：城牆高三丈二尺，城雉再高六尺，城牆牆址廣三丈，派祖大壽等督工。袁崇煥與將士同甘共苦，善待百姓，當他們是家人父兄一般，所以築城時人人盡力。次年完工，城高牆厚，成為關外的重鎮。這座城牆是袁崇煥一生功業的基礎。這座城牆把後金重兵擋在山海關外達二十一年之久，如果不是吳三桂把後金兵引進關來，不知道還要阻擋多少年。
對於防守遼東，擊敗後金，袁崇煥有其極其獨特的戰略思想，這些戰略思想後來成為了中華五千年文化的一部份。
當時的明王朝可說是一條千瘡百孔的大船，風雨飄搖，隨時都有沉沒的危險。遼東邊患是這條船上最大的漏洞。遼東軍費，稱為“遼餉”，明初每年隻用白銀40多萬兩，萬曆年間增至200多萬兩，天啟年間增至300多萬兩，再加上各級官員層層貪汙，老百姓負擔奇重，民不聊生。袁崇煥認為，長此以往，等不到後金軍隊打進關來，各地官逼民反，激成民變，明王朝就會垮台。也就是說，明王朝不會在軍事上被後金打垮，卻會在經濟上被龐大的軍事拖垮，以後曆史的發展正是如此。袁崇煥又認為：後金表麵上雖然強悍，實際上也很脆弱，他們經濟落後，物資缺乏，日常生活所需，要靠邊境貿易或者掠奪得來。如果斷絕邊境貿易，采取以守為攻，積極防禦的戰略，使他們掠奪不到任何物資，他們就會支持不住。用不著勞師費餉，發動大軍出征，隻在邊境建造堅城，長期固守，以逸待勞，就能以最少的付出取得最大的戰果，得到最後的勝利。
他所提出的的恢複大計，在當時是獨一無二的，可以說是言人所不能言。他並不光是紙上談兵，而是既能坐而言又能起而行。1626年初他固守寧遠，迎擊努爾哈赤的圍城大軍，取得遼東戰場上的首次大捷。努爾哈赤因傷致死，其子皇太極繼位。次年5月，皇太極親領大軍圍攻寧遠、錦州，袁崇煥據城力守，又擊退敵人的進攻，取得寧錦大捷。這連續兩次大捷，正是袁崇煥本著以守為攻的戰略原則所取得的。且不說他料事如神，至少可以說他頗有遠見。