对辽东频繁的战事，戚继光看在眼里，急在心里，多次向朝廷请求率兵援辽。后经明廷批准，戚继光先后两次率兵援助辽东。一次是万历七年（1579年）十月，图门汗率4万多骑兵进犯辽东，辽东告急，向朝廷请求调兵增援明朝政府一面命辽东总兵李成梁坚壁清野，一面命戚继光火速出兵，伺机邀击。十一月间，戚继光率军抵达山海关，根据侦察得知图门汗运动方向后，命士卒将自制的一种类似地雷的爆炸武器"自犯钢火轮，埋在敌人骑兵必经之地，然后诱敌出战，鞑靼兵被炸得人仰马翻，惊慌失措，阵势大乱。
戚继光乘势出击，打得敌军落荒而逃，戚继光率军乘胜追击数百里，大获全胜。戚继光第二次援辽是在万历八年（1580年）十月，图门汗以10万之众进犯锦州、义县等地，戚继光再次率军出关，与辽东总兵李成梁配合作战，击退敌人。戚继光两次援辽成功，本身就有力地说明蓟镇防御的巩固。从"庚戌之变"鞑靼部首领俺答汗犯京师起到戚继光坐镇蓟州之前的17年间，蓟州经常遭到蒙古骑兵的袭击，不得安宁，明廷因此连续撤换了蓟镇10员大将。
但是自戚继光就任以来，从隆庆二年（1568年）正月，戚继光奉命总理蓟州、昌平、保定军务，至万历十一年（1583年）他被调南下，负责这一地区军务长达16年，几乎抵得上他的10位前任任期的总和。其间，他整顿军纪，训练边军，修筑边墙，建造敌台，创立新兵种，严密部署，蓟镇地区出现了难得一见的升平景象，也成为明朝北部边防线上军容最好的防区。《明史·戚继光传》称赞"继光在镇十六年，边备修饬，蓟门晏然"。
