在宁远的建设中，袁崇焕与满桂、祖大寿等共同规划，使得宁远城迅速成为军事和经济中心，吸引了大量人口和物资。天启三年，孙承宗采纳了袁崇焕的建议，确定宁远的战略地位，袁崇焕也亲自驻守此地，与满桂合作，加强了城防。次年，袁崇焕专管宁前兵备，负责多项军事和民政事务，包括筑城、屯田、马政等，成为关宁锦防线的关键人物，其职务也不断晋升。
然而，在天启四年，袁崇焕得知父亲去世的消息，按传统应回家守孝，但在国家危难之际，他被要求夺情起复，即中断守孝返回岗位。尽管袁崇焕请求按礼制完成守孝，甚至请求休假，但均未获准，最终在十一月返回任上，继续为保卫边疆贡献力量。这段时期，袁崇焕的忠诚与才干得到了充分展示，成为了明朝东北边防中不可或缺的支柱。
三、一战成名
天启六年的宁远之战，是袁崇焕军事生涯中的转折点，也是明军在对抗后金过程中的一次重大胜利。努尔哈赤亲率大军逼近辽西，意欲一举摧毁明朝在该地区的防御体系。面对强敌，袁崇焕临危不乱，迅速组织防御，他调动满桂、祖大寿等将领，精心布置城防，尤其倚重红夷大炮的威力，实施坚壁清野，清除城外可能为敌军利用的一切物资。
袁崇焕严明军纪，对临阵脱逃者施以严惩，以此鼓舞士气，确保全军上下同仇敌忾。他甚至亲笔刺血书写誓词，以牛羊自比，表达与宁远共存亡的决心，极大地激发了将士们的斗志。同时，他劝阻高第勿发援兵，采取“置之死地而后生”的战术，逼迫宁远守军背水一战。
当努尔哈赤的大军抵达宁远，号称有二十万之众，袁崇焕不为所动，回信指出其实际兵力远少于此，并坚决拒绝投降。战斗打响，努尔哈赤以重骑兵和楯车轮番冲击，袁崇焕则指挥守军以火炮、火铳等火器猛烈反击，城墙上每有缺口即刻修复，宁远军民展现出惊人的坚韧与勇气。