在萨尔浒大战中，明朝的军队三战三败。使主动的局势转成了被动。宁远城也因此陷落，顷刻间，京城人心惶惶，山海关也危在旦夕。就在这时，袁崇焕被迅速提拔为山东按察使佥事、山海监军。从此，开始了悲歌式的传奇人生。
宁远在山海关外200余里，只守8里和守到200多里以外，战略形势当然大有区别。
宁远现在叫作兴城，有铁路经过，是锦州与山海关之间的中间站。地滨连山湾，与葫芦岛相距非常近。
天启三年九月，袁崇焕到达宁远。本来，孙承宗已经派了祖大寿在宁远筑城，但祖大寿觉得明军一定守不住的，于是，他只筑了规定的十分之一，便敷衍了事了。袁崇焕到宁远后，看见这样的情形，他当即大张旗鼓、雷厉风行的进行筑城，并定了规格：城墙高三丈二尺，城雉再高六尺，城墙墙址广三丈，派祖大寿等督工。袁崇焕与将士们同甘共苦，善待百姓，当他们像是家人父兄一般，所以筑城时人人尽力。次年完工，城高墙厚，成为关外的重镇。这座城墙是袁崇焕一生功业的基础。这座城墙把后金军重兵挡在山海关外达21年之久，如果不是吴三桂把清兵引进关来，不知道还要阻挡多少年。
关外终于有了一个安全的地方。这些年来，辽东辽西的汉人流离失所，若是给满洲人掳去，便成了奴隶。有了宁远城后，关外的汉人纷纷涌到，远近视为乐土，人口大增。宁远城一筑成，明朝的国防前线向北推移了200余里。
袁崇焕同时开始整饬军纪，他发现一名校官虚报兵额，吞没粮饷，于是大发脾气，当即将这人杀了。但按照规定，他是无权擅自处斩军官的。孙承宗大怒，骂他越权。袁崇焕叩头谢罪。孙承宗爱惜人才，便饶过了他。但袁崇焕这种刚烈、大胆的行为，显然铸就了他后来擅自杀毛文龙的先斩后奏，在这时已经种下了因。
孙承宗也是个积极进取型的人物，这时他向朝廷请饷24万两，准备对后金发动进攻。孙承宗是教天启皇帝读书的老师，天启皇帝对老师也是相当不错的，立刻就批准了。但兵部尚书与工部尚书互相商议说：“军饷一足，此人就要妄动了。”所以决定不让他“饷足”，采取公文旅行的拖延办法，这样，孙承宗的战略就无法进行了。于是孙承宗进行屯田政策，由军士们自耕自食，却也得到很大的成效。
天启四年，袁崇焕与大将马世龙、王世钦等人率领12000名骑兵步兵东巡广宁。广宁就是今天的北镇县，在锦州的北边，离后金重镇沈阳已不远了。袁崇焕还没有和后金交过手，这次已含有主动挑战的意思。但清兵没有应战。袁崇焕一军经大凌河的出口十三山，从海道还宁远。这时后金兵已退出十三山。
短短三四年之间，从京师戒严到东巡广宁，军事从守势转为攻势，这主要是孙承宗主持之功，而袁崇焕也贡献了很多方略。孙承宗很赏识他，尽力加以提拔。袁崇焕因功升为兵部副使，再升右参政。孙承宗对他言听计从，委任甚专。
在陆海出巡中，袁崇焕大笔一挥，写下了颇有气势的《偕诸将游海岛》一诗。
偕诸将游海岛
战守逶迤不自由，偏因胜地重深愁。荣华我已知庄梦，忠愤人将谓杞忧。
边衅久开终是定，室戈方操几时休。片云孤月应断肠，椿树凋零又一秋。
一场军事巡察，被袁崇焕写得就像一次出游，给硝烟弥漫的战场平添了几分悠游和淡定。这首诗中很清楚的抒写了他当时的心情：是战是守的方略受到了朝廷牵制，不能自由，见到大好河山，更加深了忧愁。对荣华富贵我早已看得极淡，满腔悲愤，却只怕别人要说是杞人忧天。外敌的侵犯最终总会平定的，但朝廷中争权夺利的斗争却是大患，不知几时方能停止？看到天上浮云，冷清清的月亮，又想到我父亲逝世，伤心的肠也要断了。
天启五年夏，一切准备就绪，孙承宗根据袁崇焕的策划，派遣诸将分屯锦州、松山、杏山、右屯、大凌河、小凌河诸要塞，又向北推进了200里，几乎完全收复了辽河以西的旧地，这时宁远又变成内地了。
后金兵见敌人稳扎稳打，步步为营的推进，四年之中也不敢前来冒犯。然而进攻的准备工作却做得十分积极，努尔哈赤将京城从太子河右岸的东京城移到了沈阳，以便于南下攻明、西取蒙古，保持充分的出击姿态。
天启六年（1626）正月十四日，努尔哈赤统率13万大军，从沈阳出发，渡过辽河，将要到达石屯卫时，守将周守廉知道后，竟然吓得偷偷逃跑了。后金军到达时就像进入无人之境，他们迅速占领了右屯、锦州、松山、大小凌河、杏山、连山、塔山等城，直奔宁远而来。听到后金大军西进的消息，高第吓得躲在山海关内不敢动弹，不发一兵一卒前去救援，根本不顾宁远城军民的死活。8天后，即正月二十三日，后金八旗兵抵达宁远城下，将宁远围得水泄不通，使宁远完全成了一座孤城。
袁崇焕驻守孤城宁远，城中士卒不满2万人。但城中兵民，“死中求生，必生无死”，誓与城共存亡。他面临紧急态势，上奏疏，表决心：“本道身在前冲，奋其智力，自料可以当奴。”他采纳诸将的议请，做了如下守城准备：
第一，制订兵略，凭城固守。宁远大战之前，明军与清军相比实在太弱，力量悬殊也太大。袁崇焕前面面临的是强敌，后面却无援兵，西翼蒙古不力，东翼朝鲜无助，关外辽西，宁远变成了一座孤城，实是在没有办法，在这样的情况下，袁崇焕也只有扬长避短，凭坚城以固守。他曾言：“守为正著，战为奇著，款为旁著。以实不以虚，以渐不以骤。”他汲取抚（顺）、清（河）、开（原）、铁（岭）、沈（阳）、辽（阳）、西（平）、广（宁）失守的惨痛教训，不出城外野战，决意凭城坚守，拼死固守。敌诱不出城，敌激不出战。袁崇焕守卫宁远的要略是：孤守、死守、固守。
第二，激励士气，画地分守。袁崇焕偕总兵满桂，副将左辅、朱梅，参将祖大寿，守备何可纲纲，《明史·何可纲传》、《明史·庄烈帝纪》、《明史·丘禾嘉传》、《明史·刘光祚传》、《明史·马世龙传》均作“纲”；《明史·袁崇焕传》作“刚”。通判金启倧等，集将士誓死守御宁远。他“刺血为书，激以忠义，为之下拜，将士咸请效死”。又部署官兵，分城防守，画定责任：总兵满桂守东面，副将左辅守西面，参将祖大寿守南面，副总兵朱梅守北面；满桂提督全城，分将画守，相互援应。袁崇焕则坐镇于城中鼓楼，统率全局，督军固守。
第三，修台护铳（chònɡ），布设大炮。袁崇焕在宁远城上，实施“以台护铳，以铳护城，以城护民”的部署。他在宁远城设置“红夷大炮”（红衣大炮）即西洋大炮。红夷大炮为葡萄牙制造的早期加农炮，具有炮身长、管壁厚、射程远、威力大的特点，是击杀密集骑兵的强力火炮。先是从澳门先后购进红夷大炮4门、又购进26门，共30门，其中留都城18门、炸毁1门、解往山海11门。敌兵逼临，袁崇焕采用茅元仪、王喇嘛等建议，将西洋大炮11门入城，制作炮车，挽设城上，备足弹药，训练炮手。由在京营中受过葡萄牙人训练的孙元化、彭簪古等官员，培训炮手，加以使用。这11门西洋大炮架设在宁远城上，成为袁崇焕凭城用炮退敌的最新式的强大武器。
第四，坚壁清野，严防奸细。袁崇焕下令烧尽城外的房舍，让城厢商民入城，将粮草转运到附近的觉华岛。又以同知程维楧率员稽查奸细，“纵街民搜奸细，片时而尽”；派诸生巡守街巷路口。在宁远城中，没有“叛夷”，也没有奸细。先是，在辽东的诸城——抚顺、清河、开原、铁岭、沈阳、辽阳、广宁，都是由于“内应外合”才失陷的。而“宁远独无夺门之叛民，内应之奸细”。
第五，兵民联防，送食运弹。袁崇焕令通判金启倧按城四隅，编派民夫，供给守城将士饮食。又派卫官裴国珍带领城内商民，运矢石，送弹药。在宁远城的防卫过程中，袁崇焕能军民一体，相互合作，同命运，共生死，整个宁远军民同心同力，共同守卫宁远城、抗御后金进犯。
第六，整肃军纪，以静待动。袁崇焕严明军纪，派官员巡视全城，命对官兵擅自行动和下城者即杀。官兵上下，一心守城，“以必一之法，则心无不一，此则崇焕励将士死守之法。其所以完城者，亦在此”。他又从后金细作处，获取谍报。一切准备就绪之后，偃旗息鼓，以静待敌。
第七，重金赏勇，鼓励士气。他一向重视对官兵的奖赏，特别在战况紧急之时，命取库银11100余两，放在城上。袁崇焕宣布：官兵有能中敌与不避艰险者，即时赏银一锭，奖励勇敢退敌者。
第八，防止逃兵，预先布置。他下令前屯守将赵率教、山海关守将杨麒，凡是宁远有兵将逃向前屯或山海关，抓住的立即斩首，以肃军纪。当时，山海关由辽东经略高第镇守，山海关总兵杨麒也是不归他管。他的职权本来只能管到宁远和前屯。军情紧急，他就越权。
袁崇焕在紧张而有序地防御宁远的工作中，努尔哈赤则在驱骑急驰而整肃地奔向宁远——一场大战迫在眉睫。
努尔哈赤统率八旗军西渡辽河之后，长驱直前，指向四虚无援的孤城宁远。
正月二十二日，袁崇焕守城的计划刚刚部署就绪。他就与几个幕僚到达鼓楼，同朝鲜使臣翻译韩瑗等谈古论今，镇静如常。他先令兵民“偃旗息鼓待之，城中若无人”，静待后金兵近城池。
二十三日，八旗军穿过宁远城东五里处的首山与螺峰山之间隘口，兵薄宁远城郊。努尔哈赤命离城五里，横截山海大路，安营布阵，并在城北扎设统帅大营。努尔哈赤在发起攻城之前，释放被虏汉人回宁远城，传汗旨，劝投降；但却遭到了袁崇焕的严词拒绝。
袁崇焕断然拒绝努尔哈赤诱降之后，命家人罗立等向城北后金军大营，放西洋大炮，“遂一炮歼虏数百”。后金军不敢留此驻营，将大营移到城西。努尔哈赤见袁崇焕拒不投降，又发炮轰击大营，命准备战具，次日攻城。
二十四日，后金兵推楯车，运钩梯，步骑蜂拥而来，万矢齐射城上。在城堞上，箭镞如雨注，悬牌似猬皮。明军凭坚城护卫，既不怕城下骑兵猛冲，又能够躲避箭矢射击。后金集中兵力，攻打城西南角。左辅领兵坚守，祖大寿率军应援。明军用矢石、铁铳和西洋大炮下击。后金兵死伤累累，又移攻南城。后金军在城门角两台间火力薄弱处凿城。守城军“则门角两台，攒对横击”。明军以城护炮，以炮卫城。都司佥书彭簪古指挥东、北二面大炮，罗立指挥西、南二面大炮，“从城上击，周而不停，每炮所中，糜烂可数里”。后金兵顶着炮火，用楯车撞城；冒着严寒，用大斧凿城。明军发矢镞，掷礌石，飞火球，投药罐；后金兵前仆明军作战时使用的石雷后继，冒死不退，前锋挖凿冻土城，凿开高二丈余的大洞三四处，宁远城受到严重威胁。袁崇焕在危急关头，身先士卒，不幸负伤，“自裂战袍，裹左伤处，战益力；将卒愧，厉奋争先，相翼蔽城”。在城危之时，袁崇焕命官兵用芦花、棉被装裹火药，号“万人敌”；又以“缚柴烧油，并搀火药，用铁绳系下烧之”；并选50名健丁缒下，用棉花火药等物烧杀挖城墙的后金兵勇士——“火星所及，无不糜烂”。据明方塘报记载：“贼遂凿城高二丈余者三四处，于是火毬（qiú）、火把争乱发下，更以铁索垂火烧之，牌始焚，穴城之人始毙，贼稍却。而金通判手放大炮，竟以此殒。城下贼尸堆积。”这一天，后金军攻城，自清晨至深夜，尸积城下，几乎陷城。
二十五日，后金兵再倾力攻城。城上施放炮火，“炮过处，打死北骑无数”。后金兵惧怕利炮，畏葸（xǐ）不前，“其酋长持刀驱兵，仅至城下而返”。后金兵士一面抢走城下尸体，运到城西门外砖窑焚化；一面继续攻城。但攻不能克，乃下令收兵。后金军两日攻城，共折游击二员、备御二员、兵五百，攻具焚弃，丧失殆尽。努尔哈赤被迫停止攻城，退到西南侧离城五里的龙宫寺扎营。
二十六日，后金兵继续围城，明兵不断发射西洋大炮轰击。努尔哈赤无计可施，便改变进攻策略，命武讷格率军履冰渡海，进攻明军储存粮料基地——觉华岛。
袁崇焕刚击退后金军进攻，派景松和马有功，将他们从城上系下，疾驰山海关，报告经略高第战况。高第派人急驰奏报朝廷：“奴贼攻宁远，炮毙一大头目，用红布包裹，众贼抬去，放声大哭。分兵一枝，攻觉华岛，焚掠粮货。”
在努尔哈赤率军渡过辽河的时候，袁崇焕就下定了誓死保卫宁远的决心。为显示这种决心，也为了稳定军心、民心，他一方面将远在山海关的年迈的母亲、爱妻和一百多名家人接到宁远城中，与全城军民同生共死；另一方面发布作战动员令，下令逃兵一律格杀勿论。并与部将满桂、祖大寿、何可纲等商定了周密的作战计划。将中左所、右屯等宁远周围小城堡的兵马，宁远城郊的守军，以及这些地区的西洋大炮、粮草等军械物资全部撤入宁远城内；实行坚壁清野政策，下令宁远附近及城外的老百姓一律携带守城械具入城，烧毁搬不动的房子、粮草等，不给后金军队留下任何有价值的东西；部将分工负责纠察城内奸细、编排民夫、安置老百姓、维护秩序、城墙与四方炮台防御等战事。袁崇焕自己总督全局。在后金军队到达宁远城下之前，做好了充分的迎敌准备。
当时双方力量对比悬殊，努尔哈赤西进部队共有13万人，一半集结在宁远城下随时待命攻城；而宁远城内可投入作战的士兵居民满打满算才2万人左右。得知这一情况后，明朝上下都十分悲观，认为宁远必定会陷落。交战前夕，努尔哈赤根本没有把袁崇焕放在眼里，在他看来，袁崇焕只不过是一介满腔热血但毫无作战经验的文弱书生，在他所率领的大军面前，居于绝对劣势。将宁远团团围住后，努尔哈赤就派人对袁崇焕劝降，企图不战而占领宁远城。没想到袁崇焕刺血回书，拒绝投降，并奉劝努尔哈赤早日撤兵，交还占领的疆土。这样，一场残酷的攻守战随即打响。
二十四日，后金发动总攻。最前面的是战车群，每车前面装有五六寸厚的木板，用来抵挡明军火器；后面跟着弓箭手；再后面是装满泥土的小车，用以填塞城外护城河壕沟；最后跟着身披厚重铠甲的铁骑。后金军队以战车开路，骑兵、步兵紧随其后，向城下推进，朝城上密集放箭放炮。守城明军坚决还击，西洋大炮一阵阵往下轰炸，后金战车与军马被炸成碎片、血肉横飞。尽管如此，部分后金士兵还是到达城墙脚下，挖凿城墙，有三四处城墙被凿通，情形十分危急。袁崇焕亲自运土搬石，指挥兵民拼死堵塞被凿通的城墙缺口，并因此受伤，鲜血直流，将士深受感动。袁崇焕还将城中仅有的一万多两库存银子搬到城上，现场奖励击中敌人或不避危险的士兵和老百姓，使士气更加高涨。
进攻至城墙脚下凿城的后金士兵越来越多，由于距离太近，西洋大炮没法击中，城墙缺口越来越大，宁远城被攻破的危险性在增加。这时，宁远城中通判金启镓急中生智，将火药均匀洒在被单褥子上，卷成一捆，点燃后火药变成火星，四处漫飞，飞到人的身上就迅速蔓延，着火的人很快就会被烧死。在试验中，金启镓不小心被烧死殉职。袁崇焕下令士兵如法炮制，将洒上火药的被单褥子一卷一卷抛到城墙脚下，然后用火箭点燃，城下顿时成为一片火海，凿城墙的后金士兵大多数被活活烧死。就这样击退了后金的进攻。以后几天，战斗都是这样惨烈地进行着，在袁崇焕的死守之下，宁远城没有陷落。而努尔哈赤本人也被明军火炮击伤，在死伤数千名八旗兵、损失许多战车械具，无计可施而又士气低落的情况下，努尔哈赤无奈下令撤军。返回沈阳前，后金军队攻下了宁远附近的觉华岛，7000名守岛明军将士全部战死，岛上8万多石粮草和所有房子全部被烧毁。右屯的粮草和房子也遭到八旗兵的洗劫。明朝廷在得到宁远的确切战况后，曾经命令高第和山海总兵杨鳞组织支援，但高第怕死，一再拖延，实际上到战事结束时，援军也没到达前线，这使得后金乘机洗劫了觉华岛。事后，因为有魏忠贤包庇，高第没有被追究责任，只是辞职了事。
觉华岛（今菊花岛），具有重要的价值。
第一，位置重要。觉华岛悬于辽西海湾中，距岸18里，离宁远30里，居东西海陆中逵，扼辽西水陆两津。觉华岛早在唐代，已为开发，港口著名，其北边海港，称为靺鞨口，已为岛上要港，出入海岛咽喉。明朝军用粮料，储之海岛，觉华岛成为明军的一个囤积粮料的基地。孙承宗既经营宁远城之筑城与戍守，又经营觉华岛之囤粮与舟师。
第二，囤积粮料。芝麻湾（止锚湾）、笔架山、觉华岛为明军辽西海上囤积粮料的重要基地。明广宁失陷后，御守重在宁远城，粮储则重在觉华岛。觉华岛有一主岛和三小岛——今称磨盘岛、张山岛、阎山岛，共135平方公里，其中主岛125平方公里。主岛“呈两头宽，中间狭，不规则的葫芦状，孤悬海中”。这座囤粮城，依据踏勘，简述如下：“觉华岛明囤粮城，今存遗址，清晰可见。城呈矩形，南北长约500米，东西宽约250米，墙高约10米、底宽约6米。北墙设一门，通城外港口，是为粮料、器械运输之通道；南墙设二门，与‘龙脖’相通，便于岛上往来；东、西墙无门，利于防守。城中有粮囤、料堆及守城官兵营房遗迹，还有一条纵贯南北的排水沟。”
第三，设置水师。明朝于觉华岛，在广宁失陷前，“独金冠之水兵运艘在”。孙承宗出关前，即令龙、武两营，分哨觉华岛的防卫。不久以国宁督发水兵，在觉华岛守卫。明觉华岛的水师，仍由游击金冠统领。其作用：一是守卫岛上的粮料、器械；二是配合陆师进图恢复辽东失地；三是策应宁远之城守——正如文献记载：“以筑八里者筑宁远之要害，更以守八里之四万当宁远之冲，与觉华岛相犄角。而寇窥城，则岛上之兵，旁出三岔，烧其浮桥，而绕其后，以横击之。”
觉华岛成为明辽军与后金军的必据必争之地。觉华岛激战的爆发，是在天命汗努尔哈赤兵败宁远之后，而衍化成的一场残酷的争战。
正月二十五日夜，后金一面派军队彻夜攻城，一面将主力转移到城西南五里龙宫寺一带扎营。其目的：一则是龙宫寺距觉华岛最近，便于登岛；二则是龙宫寺囤储粮料，佯装劫粮。
努尔哈赤一向刚毅自恃，屡战屡胜，难以忍受宁远兵折之耻，誓要雪洗宁远兵败之辱。他决心以攻泄愤，以焚消恨，以胜掩败，以戮震威。
论及宁远一战，努尔哈赤25岁起兵征讨女真各部和讨伐明军以来，几乎战无不胜、攻无不克，只有在宁远吃了败仗。《明史》也称：大清举兵征战以来，所向披靡，无坚不摧，没有一个明朝将领胆敢与八旗兵叫阵，袁崇焕开了个先例。在宁远一役受挫后，努尔哈赤心情非常不好，加上受伤，从此一蹶不振。
袁崇焕指挥这个战役很有儒将的风度，他坐着轿子在城头敌楼中督战，打了胜仗之后，还派使者给努尔哈赤送去了礼物，颇有《三国演义》中诸葛亮与周瑜羽扇纶巾、谈笑用兵的气派；也似南朝大将韦睿临阵时轻袍缓带，乘舆坐椅，手持竹如意指挥军队。韦睿身子瘦弱，但战无不胜，敌军畏之如虎，称为“韦虎”。不过到了当真危急之时，袁崇焕也不能再扮儒将了，只得以“蛮子”姿态与后金死拼了。
高第因为没有援助宁远而被免职，以王之臣代替。袁崇焕升为右佥都御史。属于正四品的官。
明朝与后金的宁远之战，明军在主战场——宁远城获胜，而在分战场——觉华岛失利，但总的说来胜利是主要的，所以明朝称这场胜仗为“宁远大捷”。
宁远之战，明朝之所以大捷，后金之所以大败，其原因错综复杂。
在政治方面：后金进攻宁远的战争，已由统一女真各部、反抗民族压迫的正义战争，变成为掠夺土地人民、争夺统治权力的不义战争，因而遭到辽东汉民的强烈反对。尤其是努尔哈赤对辽沈地区汉民的错误政策，引起后金与明朝两方面辖区汉民的不满和恐惧，从而促使宁远军民拼死抵御后金军的进犯。人心向背是袁崇焕获胜与努尔哈赤失败的一个基本因素。
在军事方面：三年之间，后金兵没有大的野战，额真怠惰，兵无斗志，器械不利；忙于整顿内务，未作军事准备。明朝袁崇焕却在积极备战，修筑坚城，整械备炮，训练士马——组成关宁防线。后金打了一场最为兵家所忌的无准备之仗。
在策略方面：以往后金向明进行攻坚战，在坚城深堑之前，炮火矢石之下，多以诱敌出城、铁骑驰突，或以智取力攻、里应外合而获胜。明军于沈阳和辽阳两城的失陷，都是犯了这两个同样的错误。这次袁崇焕坚壁清野、撄城固守，又“纵街民、搜奸细”。在宁远城里，“无夺门之叛民，内应之奸细”。努尔哈赤以劳赴逸，以主为客，以骑攻城，以箭制炮，引诱而明军不出城，派谍而城中不内应。后金军以短击长，终至败北。
在思想方面：后金军居于优势，努尔哈赤却思想僵化，骄傲轻敌；明军处于劣势，袁崇焕却群策群力，小心谨慎。后金刘学成在奏陈中分析道：“汗自取广宁以来，马步之兵，三年未战，主将怠惰，军无战心，车梯、藤牌朽坏，器械不利。汗视取宁远甚易，故天使汗劳苦。”努尔哈赤犯了骄帅必败的错误。明军则正如天启皇帝谕旨所言：“袁崇焕血书誓众，将士协心，运筹师中，调度有法，满桂等捍卫孤城，矢心奋勇”，故能“首挫凶锋”。明军官兵同心，上下一致，众志成城，夺得胜利。
在指挥方面：天命汗在宁远的对手已然不是庸拙无能的统帅杨镐，也不是纸上谈兵的经略袁应泰，更不是浪言求宠的巡抚王化贞，而是杰出的将领袁崇焕。袁崇焕在宁远之役中，“委任专，事权一”。但这不是经略高第委任的，而是袁崇焕拼死争得的。在宁远之战中，袁崇焕撄城固守，凭城用炮，调度得体，指挥有方，确实胜老谋深算的后金军统帅努尔哈赤一筹。
在武器方面：明军已然使用最新式的武器——红夷大炮，而八旗兵照旧袭用弓箭刀戈。后金兵的进攻，被袁崇焕凭坚城、用洋炮所击败。在两军争战中，人的因素固然重要，武器的因素也很重要。在一定条件下，武器成为两军决战胜负的关键因素。袁崇焕说：“虏利野战，唯有凭坚城以用大炮一著。”宁远获捷，使红夷火炮声名大噪。明廷封一门红夷大炮为“安国全军平辽靖虏大将军”。
可以说，明军之所以获得宁远大捷，以上六项因素，都占有相当重要的成分，但最关键的因素有两条——指挥正确与武器先进。这个先进武器就是红夷大炮。
“红夷大炮”是中国军事史上出现的最新的武器，也是明军装备中的最新、最得力的武器。明军首次在宁远之战中使用的正是红夷大炮，并因此获得成功。明军宁远之战的胜利，是袁崇焕凭坚城、用洋炮的胜利。这里有两个因素：一是用红夷大炮，二是城炮结合。通过宁远之战，袁崇焕认识到了红夷大炮的重要价值。他说：“辽左之坏，虽人心不固，亦缘失有形之险，无以固人心。兵不利野战，祗有凭坚城用大炮一策。”他从抚顺、清河、开原、铁岭、沈阳、辽阳、西平、广宁诸城失陷中认识到：旷野厮杀，明军所短；凭城用炮，明军所长。所以，“凭坚城、用大炮”是明军以长击短、克敌制胜的法宝。应当说，徐光启、孙元化等人提出“以城护炮、以炮卫城”的战术思想，而袁崇焕将这一战术思想应用于作战实践，并取得完全的成功。由是袁崇焕形成“凭坚城、用大炮”的守城战术。
相反，天命汗努尔哈赤失败的悲剧在于他根本没有认识到宁远运用新式武器“红夷大炮”的厉害，也没有认识到袁崇焕“凭坚城、用大炮”的守城战术。因此，后金军队毫无顾忌，蜂拥攻城，却遭到城上红夷大炮轰击，死伤惨重。后金在军事上犯了以己之短、攻彼之长的错误。而后金军的长处是平原野战，铁骑驰突，弓马取胜。朝鲜人李民寏（wán）在《建州闻见录》中论述道：后金“铁骑奔驰，冲突蹂躏，无不溃败”。这个论述抓住了后金战术的要害。然而，努尔哈赤没有认识到明军战术武器和战术思想的重大变化，继续使用旧的武器和旧的战术。出乎命汗努尔哈赤意料之外，铁骑冲到城下，遇上红夷大炮，遭到轰击，溃败而退。明兵坚守城池，施用大炮，改变了守城战术，以对付后金骑兵。努尔哈赤却没有看到这个新的变化，仍用旧的武器、旧的战术，进攻宁远，吃了大亏，兵败城下，死伤惨重。
宁远大捷的胜利对明朝具有重大的意义，打破了后金军不可战胜的神话。在政治上，它对官心、军心与民心都有非常巨大的振奋作用，在军事上使刚建立的关宁防线初步经受住了考验。它证明了明军坚守城池，使用大炮，城炮结合，依靠坚城屏障，发挥洋炮威力，是阻止后金军强大攻势的有效手段。明朝方面所使用的武器与战术的改变，已经带有近代战争的特点，它反映了军事技术和战术的新进步。
总之，袁崇焕取得宁远大捷的主要原因是一句话：“指挥正确，武器先进。”袁崇焕运用正确指挥和先进武器这两大法宝，后又夺取了宁锦大捷。
当年三月初九，明廷升袁崇焕为右佥都御史，巡抚辽东、山海等处，简称辽东巡抚；并铸巡抚辽东、山海等处提督军务官防。四月初五，辽东巡抚袁崇焕上《谢守城有功赏赐疏》。
袁崇焕取得宁远大捷后，主要做了两件事：第一件是派人到沈阳为努尔哈赤吊丧，兼贺皇太清太祖努尔哈赤福陵图极继位，并进行“议和”活动；第二件是修建坚城，建设关（山海）宁（远）锦（州）防线。