18年），后金大汗努尔哈赤发兵进犯关内，徐光启应召星夜入京。万历四十七年（1619年）明军在萨尔浒之战中战败，他多次上疏请求练兵，擢升少詹事兼河南道御史，在通州督练新军。但由于军饷、器械供应困难，练兵计划并不顺利。
天启朝.天启元年（1621年）三月，徐光启上疏回天津养病；六月辽阳失陷，他又奉召返京，力请使用红夷大炮帮助守城，但因与兵部尚书崔景荣意见不合，于十二月再次辞归。天启三年（1624年），徐光启升任礼部右侍郎兼侍读学士等职。当时朝中魏忠贤专权，他不肯就任，次年便遭谗