此后十数年，明廷在辽东逐步推行府县制代替卫所制，先后设置辽阳、沈阳、广宁、铁岭、抚顺、通化、建州、黄龙、敦化、福山等府县。
夺取辽河河套后，于辽东设立辽宁承宣布政使司，布政使司衙门驻沈阳府；
于海西、野人女真，内喀尔喀五部设开元承宣布政使司（源自元辽阳行省开元路），布政使司衙门驻黄龙府；
于北山女真、苦兀、乞列迷等族聚集地重设奴儿干都司，泰昌年间改设黑水承宣布政使司（源自唐朝黑水都督府），布政使司衙门驻永宁府。
州县制的基础是大量的人口，为此，明廷任命左光斗负责屯田事务，鼓励军民屯垦，将南方良种水稻引入北方，招募南方农民到北方传授水稻种植技术，大大促进了关外农业发展。山西、陕西、山东等地的农民先后迁往东北，提高了人口比例，带动了当地部族改变生产方式，由传统的渔猎转向农耕，维护了社会稳定。
当然，对于东北复杂的形势，明廷并未强制推进府县制“一刀切”，而是对女真、蒙古中强势诸部实行土官制代替卫所制，在满足其独立性的同时，逐渐减少其军事性和战斗力。
如势力较强的叶赫、窝集、乌济叶特部首领，分别被授予坊州、东宁、泰宁土知府，划归开元承宣布政使司管辖；黄台吉被授予建州宣慰使，归辽宁承宣布政使司管辖（后因意图谋反被杀，建州被并入抚顺府）。
其他部族也根据势力大小授予土同知、土通判、土知县等职务，这些土官的势力范围与各直属府县犬牙交错，并设榷场于其间，互相牵制又相互依存，从制度上稳定了东北的局势。
对于察哈尔、土默特、科尔沁等独立性较强的势力，明廷则先是杀鸡儆猴，对早先与努尔哈赤结盟的科尔沁部发动攻击，其残余亲明朝势力首领被授予崇义公、辽西宣慰使。对于土默特部，仍册封其首领（即俺答汗后裔）为顺义王，准设马市。
万历四十三年（1615年），号称蒙古嫡系的察哈尔部，在其首领呼图克图汗（孛儿只斤·林丹巴图尔）率领下劫掠土默特部，明廷令其退兵不得，遂组织联军左右夹击察哈尔部。
经过连年激战，最终于万历四十七年（1619年）攻破其王城察罕浩特，呼图克图汗本想出逃漠北，却为科尔沁部所阻，无奈投降，自去汗号，献出传国玉玺（后经证为伪）。
明廷册封其为归义王，位居顺义王之下，废察罕浩特，令其迁居广宁，部众被编为二卫八所，纳入大宁都司（后改为大宁承宣布政使司）管辖，名义上仍属归义王麾下，实则由明廷任命亲明部族首领担任指挥使。次年七月，为土默特部仇家刺杀于广宁归义王府外，年仅二十八岁，无嗣，顺义王爵位废除。