努尔哈赤下令大肆屠戮旅顺和金、复一带的百姓，袁可立令登莱水师大兵出海，“联络诸岛，收复旅顺”，以图解救沦陷区内的离散百姓。袁可立奏报朝廷：“登莱之水师实榆关之犄角，臣与镇道图画者数月。诸凡操练将士、修验船只、合并营伍、简汰官兵稍有次第。”他亲自挑选精兵“三千六百人，俾总兵沈有容领之先发”，“出海于旅顺、皇城、广鹿、平山等岛，相机进剿”。而副将李性忠所领数千辽左健士，袁可立亲自“于三月十二日饯而送之，嘱以相机进止以固榆关，以联毛帅。”为之饯行，大兵所到之处，“舳舻相接，奴酋胆寒。”后金放弃“金、复不守，而以西虏二万人守盖”，这时袁可立的布局还有一个重要目的，就是大兵压境震慑南四卫，暗中策应后金复州总兵刘爱塔反正归明。
袁可立令两镇兵马奇兵出袭，沈有容起兵策应于南，毛文龙抄袭于北，命总兵沈有容于三月十三日率兵出海相机接应。贼见登兵北来，毛帅之兵又交相接应，登兵与岛帅布置相应。张盘率领军队和登莱招抚的辽民混编的队伍一举打下金州，乘胜收复要塞旅顺、望海堡和红嘴堡等战略要地，使辽南数百里土地重新收归于明朝。
总兵毛文龙自统八千马步精锐，从镇江、汤站一路进击剿杀，至镇江、汤站、凤凰城等处安营下寨，以图进剿，四面出奇以蹑其后，从昌城过满浦以捣其巢。朱家龙从千家庄出击，王辅从凤凰城进军，曲承恩出兵昌城，易承恩直捣满浦。复地自金州至永宁堡、旅顺、岫岩、盖州……汤站、凤凰城并镇江一带，计地千有余里。
袁可立设计策反后金女婿刘爱塔，夜袭金州，收复旅顺，连克金、复、盖三卫及红嘴、望海、永宁等多堡要地，收复辽南海岛疆土千余里，膏腴之地失而复得，后金“四卫已空其三，沿海四百余里之地奴尽弃之而不敢据，所余者酉虏千人而已。”金州、旅顺和复州、永宁等地的收复，在辽海开辟了辽东战场的新局面，使登莱、旅顺、皮岛、石城、宽叆等地连为一条弧线，对后金形成了一道大大向前延伸的屏障和包围圈，不但解除了后金对山东半岛的军事威胁，也令明朝千里海疆重新得到整固，形成了对后金的海上军事封锁，加重了后金占领区内战略物资的紧张状况。
后金军再次大肆侵略旅顺和金、复等地，掠夺抢收秋粮，驻守复州的李永芳部四面出击掳掠百姓。“当秋成熟，犹率众至南卫收获。公移书沈帅，乘其收割蕴崇之时，用火攻，将吏用命，乘风纵火，焚其积聚，举两月之捆载为之一空，公曰：‘怨深矣！忿兵可防也。’”
愤怒的后金调集更多军队对明军进行反扑，袁可立上言“谋贵万全，兵须审势，知彼知己，能为可胜。”袁可立利用辽民对后金的痛恨，令明军于复州、永宁和金州、旅顺一带两路设伏，乘夜以火把袭城，于松山诸处，以火箭射焚敌营秋禾，彻夜透明，杀声震天，后金大败而去。大将张盘在登镇沈有容的策应下，复于城外设伏，夜三更火攻大败后金军，并乘势收复复州和永宁及相邻数堡。
后金器械、铳炮俱掷弃而奔，明朝野相庆，以为设镇以来自未有此捷也。袁可立“乘宁前驻防之众，朝鲜助兵之初”“大兵出关东下，旅顺犄角夹攻”的空前战力扩大战果，以图实现“恢复之功”。两路之师须与文龙会合，并王绍勋、管大藩俱听登莱抚臣袁可立催督，结纵连衡，相为犄角。袁可立檄令两镇兵力及标营互为策应。
后金利用海水结冻之机，以万余骑绕袭旅顺，以报袁可立火攻夜战的惨败之仇。袁可立据谍待敌而动，他对登莱和东江两镇的水师进行了新的布局，令明军在旅顺城外险关设伏，而沈有容则率水师游离于沿海各岛间奇袭策应，明军在张盘的带领下死守城池，直到火药用尽，犹坚守不降。后金无计可施，遣使议和，被张盘立斩于军前，后金大败，落荒而逃。
起用袁可立是天启帝的一大亮点，辽南一盘棋，下活了整个辽东，由原来的节节败退丧地失城转为以攻代守收复辽南。
袁可立未出，金人陷沈阳陷辽阳又陷广宁，京师戒严，朝野震动。袁可立出镇，修战舰练强兵联诸岛收辽南，策反降将，主动出击，退敌于千里之外。狡虏蜷伏一隅，三年不敢动。上兵伐谋，良将不战。袁可立之战，贵在主战，贵在不战养威，不战而屈人之兵，善战而以战止战，舳舻列阵，奴酋胆寒。
袁可立去职，张盘死柳河败，阁老不能持辽局，金人无惧，劳师袭远，掠觉华攻宁远，玩“议和”断邦交，弄明师于股掌之上。文龙死登莱溃朝鲜又残，明国再无完瓯。袁可立去留天壤有别，高下立见。
由于种种原因，孙阁老积数年之力打造的关宁大反攻未尝一用就胎死腹中，以至于后来的关宁军在孙阁老离职后的数年间坐困耗资拖垮大明财政，总是在自己的防区内被动挨打且越打越残，袁可立的登莱战区竟成为了明清战争史上，屈指可数到敌占区内主动出击叫战收复失地的正面战场，只是后来由于满清对袁可立的封杀使那段历史过于模糊，竟然形成了史家的弱项和空白，把袁可立离任后明军被动挨打且越打越残的悲情战事当成了明清战争的主流和全部，实在是对明军的莫大讽刺。
袁可立是明金交战史上罕见的能向前推进防线并收复失地的杰出将领，充分展示了他作为一代军事家的智谋和韬略。自后金与明交战以来，攻城掠地，战无不克，明将谈金色变，能勉强守住阵地就称“大捷”。袁可立出镇登莱节制辽海，直接把战线推进到后金既占辽南四卫北端腹地，而刘爱塔被策反更让金人蒙羞，一反后金间明玩谋的既往战史。甚至毛文龙部直逼其老巢，都给后金带来了交战以来从未有过的梦魇。可以说，袁可立是满清碰到的真正对手和死敌。
袁可立逐步完善对东江和登莱两镇兵马的布局，大兵出海，对后金呈步步进逼压倒之势，精心设奇策反收降了努尔哈赤姻婿刘爱塔。袁可立上疏道：“今二月内，总兵沈有容执有生员金应魁，奴酋伪授世袭总兵驻复州刘兴祚即刘爱塔密禀一纸，内称彼欲反正内应，以报中国。因求臣免死加衔牌票。臣念辽阳以纳降陷城，广宁以判官诱败，兴祚之言未可凭信。又思因间用间，实兵家妙用”
登州总兵沈有容不愿意接纳，但袁可立认为这是战略良机，随“给与免罪牌及加衔札付，并许降后代请封官”袁可立命“沈总兵于三月十三日率兵出海相机接应”，但不久为后金死党中军王丙告密，“将爱塔并李永芳长子械去，杀其弟刘兴仁及王丙。屠城，驱其余民于永宁。”几年后，在一个月黑风高的夜里，刘爱塔找了一个酷似自己的金兵以酒灌醉毙后纵火烧之，金人勘验竟信以为真。
袁可立莅任登州第二年就策反了被后金掠去18年的刘爱塔，这一未遂兵变对后金军心打击是空前的，一时汉官降将瓦解殆尽，后金的伪军体系和情报系统被摧毁殆尽。奴”心腹溃而羽翼剪，诸伪将当人人自危矣。公纳刘爱塔之降，以开奴携二，一时中国叛将被奴诛夷殆尽。虏因弃金、复诸城，而举四百里丧地复归版图焉。
尽管后来由于党争排挤导致袁可立离任而使这一诱降计划受阻，但刘爱塔还是在崇祯初年归顺明朝。只可惜刘爱塔归顺后没有受到经手者的重用，甚至毛文龙还谎称为其阵前招降而否决了刘爱塔主动归降的初衷，又引发刘爱塔死后一连串悲剧事件。但刘爱塔一心报效国家并最终战死疆场，有大宋李显忠之风，这是明清战争史上明朝诱降满清级别最高的将领，为辽东间谍战之着名战例，至今为研究明清战争史者所称道。
刘爱塔以“狸猫换太子”的诈死手法瞒过后金，金人曾给予其优厚的待遇，努尔哈赤以姻婿待之。袁可立这一滑稽而睿智的“反间计”使金人恼羞成怒倍感屈辱，成为金人一块无法愈合的历史硬伤。满清取得政权后，康乾两世大兴“文字狱”，在自己编修的《明史》中对曾经影响过明清战争史的重要人物袁可立、刘爱塔等一概削去不立传，毛文龙也仅以寥寥数语附于他传之后。陆时化的一部书画着作《吴越所见书画录》竟然因为“《袁节寰墓碑》，犯时忌，祸几不测，先生急取板稿尽毁之。”
袁可立多方呼吁，从内地大肆调兵筹饷，创建毛文龙的东江镇，为向前推进防御，竭力替毛文龙向朝廷募兵请饷，他说：“奴酋逆天顺犯，于今七载。赖毛帅倡义，屡获奇捷，大张挞伐之气。据所报功级解验，前后大小三十余战，斩首共一千九十七级数逾，上捷者共五次，总获器械、弓箭等件共五万。当我圣主宵旰之时，人心危惧之日，海外有此奇功，其应陛应赏应恤之官兵相应敕部，行巡按御史覆勘，再为议序。”甚至在地震时还在向朝廷上疏请求“预筹毛帅之接济”，袁可立通过杨嗣昌向皇帝请饷道：“抚臣袁可立受命方新，请发帑金二十万安兵散民，似非得已。惟在圣明裁定，赐予若干。”
由于袁可立对武将的重视，遭到一些轻沿海保守派官员“登莱巡抚袁可立每代为奏请”的反对和非议。
袁可立早年含冤罢官二十六载，复出后出任天启帝师经筵，此次东征受顾于上命，大有老骥伏枥，志在千里之志。纵观明代巡抚节镇登莱，袁可立是唯一从大局出发长时间有效支持毛文龙的登莱巡抚，他御文龙多得牵制之功，毛文龙的主要战绩和荣誉都是在这一时期取得的。
关于袁可立对毛文龙的节制，明朝廷有明确事权：“牵制奴酋者，朝鲜也；联属朝鲜者，毛镇也；驾驭毛镇者，登抚也。”甚至明兵部所要求的底线就是“抚不能制镇则易抚，镇不能制夷则易镇”。毛文龙在袁可立的扶持下不断被加秩晋阶，开始恃功自傲，而其时朝官对毛文龙的质疑声浪日高。
袁可立奉旨核查他的战报和军饷，最后得出来一个既无奈又想维持局面的两难结论：“而不交一锋致奴死二万余人马三万匹，其数终有不可考。然其分兵设奇，举火放炮，使奴东西奔驰，如弄于股掌之上当优叙以为用谋者之劝”。奉旨核其兵饷，由此为毛帅忌恨，嗾使言官弹劾袁可立。
这时忽然就冒出来一个由万历四十四年丙辰科的进士同年组成的利益集团煽惑做大了袁、毛之间的矛盾，由阉党分子宋祯汉苟合几个东林党同年方有度、宋师襄、庞尚廉、李乔仑等轮番恶意攻击袁可立，以至于天启帝看不过去公开打抱不平切责道：“大臣去留悉听上裁，言官论人当存大体，不必连章抟击。”“上不听，旋以平莲功加秩兵部侍郎。”
时朝中党派相攻者无虚日，党争和激进言官的空谈误国已经影响到军政秩序，袁可立维护大局，最大程度上做到了对毛文龙的支持，虚怀以待，劝毛“臣子勿欺”。他认为毛文龙的存在事关明金战争大局，不是随便找个人就能替代的，为避免陷入无休止的内耗，选择“功成身退”，但天启帝十分眷顾袁可立，连上七疏辞官方得予告。
袁可立去，毛文龙无人能御，后被袁崇焕所杀，导致了后来一系列悲剧事件的发生，这可能也是毛文龙和当时的明廷所始料未及的。后来，己巳之变证明，袁可立离职对毛文龙、袁可立和大明辽东战局是个三输无一赢的局面。袁可立在去职八个月后仍在为毛文龙上请功题本，已经说明袁可立对他苦心经营的登莱防务是心有不甘的。
沈有容是袁可立幕下的登镇总兵，曾在平倭和收复台湾战争中立下过赫赫战功，经他招募和训练的大量登兵多奉袁可立之命增援策应毛文龙。然二人矛盾日深，袁可立多次居间调和无果，以至于后来毛文龙有头大不掉之势，于是才有“登抚倚重沈帅而与毛帅相左”。
大批清流相继遭罢，袁可立也被迫卷入党争旋涡而去职。沈有容无有所依，决然随袁可立去官。自此，毛文龙失去了最有力的支持和节制，一年后，边事告急，袁可立以“廷推”再入兵部，与阉党终日周旋，后因反对“吊孝议和”，被迫致仕。又三年，毛文龙被矫诏杀害，三个月后发生了明金交战以来后金首次兵临北京城下的“己巳之变”。
登州迎来了一年一度的元宵节灯酒会，期间忽然接到兵部令，说是山东巡抚赵彦应潍县县令的请求上奏朝廷要求袁可立发大兵平叛，潍县县令说驻防潍县的李性忠和张尔心部要发动兵变，将官大惊失色，一时不知如何应对，而潍县一带的官民更是惶恐不已，乱作一团。且登莱水师向以辽兵为多，此事处理不好恐扰军心。
接报后的袁可立并没有应兵部和山东巡抚之请马上发兵，他私下派人找到总兵沈有容了解核实李性忠和张尔心的最新情况，因为二人都是经沈有容召练过来的辽将，对二人更加了解。沈有容向袁可立担保说二人对大明忠心可嘉，只是军中和地方上因为物资供应问题存在一些矛盾，至于叛乱之事还望斟酌核实。为确保无虞，袁可立令书飞骑以犒酒的名义暂时解除了二将的兵权，并持委任他用的令牌对二将予以安抚，告谕潍营兵士，合营将士皆感泣袁可立睿智和宽厚赦免之恩，从此更加听命。而时已至午夜，酒会正酣，一场惊动大明兵部和山东、登莱两地巡抚的未遂事变被平息于帷幄之中。
明末陆路为后金所阻，朝鲜军政归登抚节制，属国朝鲜弑君篡权，国王李珲为其侄李倧所篡，违背明朝一贯主张的普世价值，袁可立第一个就表示了明确的反对态度：“看得废立之事，二百年来所未有者，一朝传闻，岂不骇异。”上疏明政府：“李珲袭爵外藩已十五年，于兹矣，倧即系亲派，则该国之臣也。君臣既有定分，冠履岂容倒置。即珲果不道，亦宜听大妃具奏，待中国更置。奚至以臣篡君，以侄废伯，李倧之心不但无珲，且无中国，所当声罪致讨，以振王纲。”朝鲜派出328人的庞大使团来登州拜见袁可立，以求获得明政府的册封，口呼“老爷”，尽显大明国威。
迫于明与后金正用兵的危急情实，袁可立又疏请“奴方欲西寇，当令倧犄角用命，戮力殄扫，以盖前衍。”袁可立从全局和明方的利益出发不得已退而求其次。关于“仁祖反正”属于“篡权”这一严正主张一直搅动着数百年后朝鲜历史的神经线，朝鲜君臣认为这一切麻烦全部是“当初因袁可立题本”造成的，说“袁可立之构诬，至于来査”。
于是，对袁可立切齿忌恨，直到五十年后清廷开馆延修《明史》之际，朝鲜多次派出使团来中国在清朝皇帝面前大告前朝袁可立的御状，甚至“结交清朝大臣常明、留保等人，不惜财物贿赂”等手段斡旋满清官员以图改写和销毁前史，《永宪录》和《池北偶谈》等史亦有记载。凡此种种，更是加重了袁可立在满清“文字狱”中遭受毁劫和封杀。
袁可立主张武力抗清和积极防御，尤重海防建设，与明朝一些人“重山海轻沿海”的战略短视形成鲜明对比。他对满清颠覆大明政权的终极目的认识得异乎寻常深刻，坚决反对议和。“经略（袁崇焕）遣人为（老酋）吊祭，公恨其辱国非计，飏言于朝。某公急掩其口曰：‘勿忘言，封拜在此举矣。’公叹曰：‘以此封拜，不虑贻笑后世乎？’拂袖而出。大司马闻之逆珰，珰大恨之。令侦事者日伺公门，卒无可中者。会南户部尚书缺，廷推公，逆珰传票致仕。”毛文龙被擅杀，袁可立苦心经营的海上防线渐趋瓦解，致满人敢倾国中之力大举犯明，至此国事日非，足见袁可立先见之明。
三殿大工正兴，兵部左侍郎有阅视之责，“逆珰魏忠贤与崔司马柄肆虐，有事大会无不呈面媚颜，公独屏居人后，不假辞色。”“至是殿工兴，忠贤借督工无日不与呈秀相见，屏人密语移时，呈秀授党人姓名。”九卿科道官公推袁可立为南京户部尚书，本来魏忠贤也有意依赖袁可立的才望来支撑和平衡多事之秋的明兵部，但出于全面夺权的目的，阉党已经无法隐忍袁可立的忤逆持正，下决心将袁可立排挤出朝。袁可立当堂抗疏道：“此非挂冠神武门时乎？”遂被迫致仕归里。
魏忠贤以心腹刘廷元代袁可立掌南兵部，时北则崔呈秀为本兵，自袁可立去职，天下兵马大权阉党一手握定。袁可立归而魏焰益肆，吏部考功郎苏继欧上疏为袁可立鸣不平，被魏忠贤迫害致死。
皇帝念登莱功，特授兵部尚书，准驰驿乘传归，以三殿告成功加太子少保，累加太子太保，诰封三世，父如子官。
魏忠贤专权，东林党人遭受打击，朝中党派纷争，袁可立深为国事所忧，本意排除党争取中立，终日忙辽务，但思想倾向东林，与高攀龙、冯从吾为同年，黄道周、倪元璐为其门生，魏忠贤由是恨他，同时一些激进的东林人士甚至联合阉党宋祯汉寻衅攻击他。然党祸的酷烈很快就打破了袁可立的初衷，东林党领袖高攀龙致书袁可立道：“弟腐儒一，无以报国，近风波生于讲会，邹冯二老行，弟亦从此去矣”其言犹未尽之厚望可见于笔端。从此袁可立走向了与阉党斗争的前台，每议事“数有所抵牾，欲自请外”，阉党也每以袁可立有意轧己而欲勾陷之，派出大批爪牙“卒日环伺公门，思坐以不法”，但终因袁可立素享清望而无可乘借。
袁可立做事干练果断，是晚明少见的既清廉又能干的官员，尽量远离党争多做事，为清流官员在晚明党争纷扰的朝堂上争得一席之地，能在群阉环伺的情况下主持辽务多年，成效颇丰，十分难能可贵。董其昌说：“公护名节，胜于功名”。其时朝野为魏忠贤颂功建祠者不可胜数，后来烈皇帝钦定逆案，查实“赞导、词讼”过魏忠贤的大小臣工数以千计，独可立不与。黄道周说：“夷考当年，与公先后秉机佐钺者，名在刑书，历历可数，然后知公之完誉所得远矣”。
崇祯即位后，战事日急，“己巳，虏薄都城。公条上方略，密致当事。”朝廷每有再起之议，袁可立皆谢绝不出，虽有辅臣竭力挽留，但袁可立刚直成性，再削再废，于辽战最急之时弃置于家，所用未尽其才，亦明末一大憾事。
袁可立即将离任，在登州公署中看到了数年难得一遇的海市蜃楼，遂诗兴大发，在蓬莱阁上留下了千古不朽的名篇《观海市诗，成为中国古代罕见的“海市”实录。字由董其昌书写，温如玉刻石，成珠联壁合之珍品。
登莱兵变结束，袁可立呕心沥血开创的登莱防线海线彻底崩溃，心力交瘁的袁可立薨逝于睢州，与徐光启同年生死。大宗伯董其昌言于帝，帝谴使至睢州祭葬，首辅孔贞运亲为墓铭，几乎囊括了那一时代最着名的书画大家董其昌、王铎、黄道周、倪元璐、陈继儒等为其题碑作赞，可见其人格魅力之一斑。