孙承宗于是与总督王象乾商议，王象乾认为驻扎关上的军队刚刚打了败仗，士气沮丧，不如调动插部护关的军队三千人前往宁远，孙承宗同意后一方面调兵前往宁远，一方面去救难民，救援失败，十万难民只救回六千人。

孙承宗对此询问王在晋：“新城修筑好以后，是不是要将旧城的兵马移四万人来驻守？”

王在晋说：“应该另外设立一支四万人的军队。”孙承宗说：“这样一来，八里铺就有八万兵了，可是一片石西北不派兵驻守吗？在八里铺内修筑重关，新城后面就是旧城，旧城前面埋的地雷是用来对付敌人的，还是用来对付自己新兵的？新城可以守的话，还用得着旧城吗？新城要是不能守，四万守兵倒戈，你是打算开关放敌人进来，还是闭关投降敌人？”

王在晋说：“关外有三道关可以进入。”孙承宗说：“如果这样的话，敌人兵临城下，士兵像先前那样逃跑，哪里还用得上重关？”

王在晋说：“准备在山上建三座营寨，防止士兵溃逃。”孙承宗说：“士兵没有溃败就修筑营寨等待他们，你这是在教士兵逃跑吗？况且逃跑的士兵可以进来，敌人也可以尾随他们进来。你现在不为恢复做打算，却在这闭关自守，把关外防线全部撤离，还天天在朝廷争斗，京都以东还有安宁之日吗？”王在晋无话可说。

孙承宗于是召集诸将商议关外防守的问题。袁崇焕主张守宁远，阎鸣泰主张守觉华岛，王在晋主张守中前所。孙承宗采用袁崇焕的建议，并亲自镇守关门。而后明熹宗在孙承宗的建议下罢免了王在晋的辽东经略之职。

天启二年（1622年）八月，孙承宗自请为督师，还让蓟、辽等原来的将领监管各处，见机行事时不必受到其他人的限制。

孙承宗用阎鸣泰为辽东巡抚，又用鹿善继、王则古为赞画，并请求从国库带走八十万钱。皇帝朱由校同意后，亲自将孙承宗送出宫门，并赐给孙承宗尚方宝剑、坐蟒等，内阁大臣将孙承宗直送到崇文门外。

孙承宗上任后，让江应诏制定军事编制，让袁崇焕建造营房，李秉诚训练火器装备，鹿善继、王则古处理军需物资，沈棨、杜应芳维修甲仗，孙元化修筑炮台，宋献、程仑购买军马，万有孚采伐树木，祖大寿辅助金冠守觉华岛，陈谏助赵率教守前屯，鲁之甲拯救难民，杨应乾招募辽人编制成军队。

天启三年（1623年）孙承宗推荐阎鸣泰当辽东巡抚以后，认为他没有实际才能，所以军事上的事很多都不跟他商议，阎鸣泰因此感到不高兴，朝廷议论后，将阎鸣泰罢免，用张凤翼接替，但张凤翼胆小，又主张退守山海关。

孙承宗对此感到不高兴，出关巡视宁远，召集众将开会，多数将领都想退守山海关，马世龙建议守中后所，袁崇焕等主张守宁远。

孙承宗采用袁崇焕的主张，于是让祖大寿修建防御工事，令袁崇焕、满桂驻守宁远。

孙承宗担心自己的权利受到限制，上书朱由校说督师和总督不能同时设立，请求将自己罢免。

朱由校于是终止总督的推选，令辽东巡抚移驻宁远，张凤翼觉得这是置自己于死地，与万有孚等诋毁马世龙。

没过多久，万有孚被蓟州巡抚岳和声弹劾，张凤翼于是称马世龙和袁崇焕陷害，捏造谎话欺瞒朝廷，试图阻挠出关的计划。

给事中解学龙也大力陈说马世龙的罪过，孙承宗非常生气，上书给朱由校说边关的防守策略，说宁远、觉华不能放弃，并为马世龙辩解，又揭发万有孚与张凤翼等勾结的罪状。

天启四年（1624年），宁远城修复，关外的守备器械也已建造完毕，孙承宗上书朱由校请求发军饷二十四万，这样就可以大举进攻了，但兵部和工部却横加阻挠，向朱由校进谗不能给钱，孙承宗上书催促无果，孙承宗大军因此没有出征。