明朝的北部边疆当时受着蒙古各部的侵扰。蒙古骑兵时常入关,向北京城外侵袭,甚至常常直入昌平、通县等地抢夺财物,骚扰百姓,直接威胁着北京城的安全。所以,当时这一段的长城至关重要。巡抚顺天和总督蓟辽期间,刘应节在推行一系列强军措施的同时,在修筑长城上也下过很大工夫。除对原有边墙修缮外,还将长城向东延伸至辽东大部,自广宁至开原葺墙800余里,建城堡23个、墩台630余座。在长城修筑史上,永远刻下了刘应节的名字。直到今天,山海关长城上仍陈列着刘应节的戎装全身塑像和生平简介,供游人瞻仰。

重视长城修缮和联防事宜
　　担任顺天巡抚时,刘应节就高度重视长城修建事宜,他巡行所属部域,发现京辅近邑多未筑城,有的地方虽有城池却低矮、倾塌严重。他立即向朝廷申请经费,修复城池达27座之多。又考虑边城防线绵延二千里,便设置要塞于关口东西,修缮大城5座、砦堡25处、墩台1200余个。
　　隆庆三年(1569年)十月升任蓟辽总督后,刘应节严明军令,部署屯戍,加强侦察,重视联防,一系列强军措施有条不紊,尤其是对长城进行了大力整修。除对原有边墙修缮外,还将长城向东延伸至辽东大部,自广宁至开原葺墙800余里,建城堡23个、墩台630余座,旌旗相望,刁斗相闻,宛如一条新的长城巍然而起。当年十二月虏犯辽东清河堡,刘应节指挥所部迎头痛击,斩敌585人,获马匹、骆驼各600余只,受到朝廷升俸一级的嘉奖。
　　镇守蓟门期间,刘应节对于长城沿线兵力的状况进行了认真分析,曾在上疏中指出:“臣当前管辖的地方,西起镇边,东到山海,非30万兵员不能保障京师安全,而今只有13万。兵员不足,加上平时无战备,战时只能仓促上阵,将士必然疲于奔命,国家如何安宁,百姓何谈乐业?以臣见,补兵20万,收复大宁(现内蒙古赤峰市宁城县),控制边境,使宣、保、蓟、辽首尾相顾,做到庭无近寇,国有重关,此万年之大计；不然,把兵力集中边境,分屯列戍,首尾相应,也是百年之计；再不然,选精兵17万,加强训练,以备应急,这仅是苟安之计。否则,必将产生边长兵寡,捉襟见肘这样的危险局面……”可惜,他的建议没有被朝廷采纳。
支持戚继光创建空心敌台
　　明朝长城边塞在军事上分为九个镇辖区,蓟镇区东起山海关,西至居庸关的灰岭口,全长1200多里,这段长城便是刘应节与戚继光等人指挥设计和修建的。这段长城具有高宽厚的特点,并且在重要地段修筑仔墙、敌楼,烽火台密集,多种形状、用途,几乎集中了所有长城的特点。特别值得一提的是,在刘应节支持下,戚继光在长城上创建了空心敌台,增强了防御能力。
　　刘应节和戚继光在边墙建设中提出:加高、加厚原有的边墙,墙的两面均设垛口,在长城线上筑空心敌台,作为边军驻守的坚强堡垒。紧要地区数十步或一百步筑一台；较次要地区一百四五十步或二百步筑一台、两台相应,相互配合。敌台一般高三四丈,周围十二丈到十七八丈。以巨石或砖筑台基,要同边墙一样高,而向边墙外突出一丈四五尺有余,向长城内突出五尺有余,台分三层,中间虚空,四面设箭窗,上层有垛口。每台可驻兵三五十人,并能贮备必要的器械和食粮。台设百总一人,专管调度攻打；并设台头、台副二人,专管台内军器与辎重等。敌台之下另有驻屯军队,和台上守军配合作战,不令敌军拆墙内犯。这些士兵平时均要在敌台附近屯田种地,以解决军食之需。
　　从隆庆三年(1569年)夏天开始动工,到万历三年(1575年)二月,在蓟州、昌平一带逶迤二千多里的长城线上,共建成威武雄壮的空心敌台一千三百三十七座。为此,刘应节曾专门上疏指出,空心敌台有十大优点,使防御力量大增。简言之,士兵见举烽火,立即登台应战,施放铳箭,使敌骑无法近台；即使万一敌人突墙而入,台中士卒仍可据台坚守待援,也可乘机邀击,牵制敌人,使敌不敢深入。对这一工程,刘应节看来也是颇为自得的。
　　现在在这些边墙和敌台上有许多当时的石碑,记载着刘应节、戚继光等人对长城的建设。如金山岭段长城,曾在一库房楼边的长城支线上,发掘出一块刻于“隆庆四年夏孟之吉”的石碑,上面刻着谭纶、刘应节等人的名字,据此推测此地应是“前线指挥部”之类设施。类似的题名碑在北京、天津、河北等地文管部门均有收藏。
长城脚下大阅兵　刘应节即兴赋诗
　　隆庆六年(1572年)冬,戚继光组织车步骑军约10万人于长城边进行实兵对抗演习,又校阅多日,开创了古代练兵史上的壮举。
　　演习时,戚继光邀请已升任兵部尚书的谭纶、阅视蓟辽保定等处边务的兵部右侍郎(称阅视侍郎)汪道昆、新任蓟辽总督兼兵部右侍郎(称总督侍郎)刘应节、整饬蓟州等处边备兼巡抚顺天的都察院右佥都御史(称巡抚都御史)杨兆等官员进行视察和观摩。刘应节在参加演习阅视后即兴写下了《蓟门会阅》诗:“大将临戎亲合围,貔貅十万铁为衣。月明虎帐传刁斗,风卷龙沙到羽旗。转战河源边地动,屯军塞口阵云飞。壮猷此日推元老,谈笑樽前赋采薇。”
　　观摩之后,谭纶、刘应节、戚继光等人还检查了这一带的长城防务,并游览了附近的雾灵山,此时刘应节写下了《登雾灵山后作诗一首》:“山盘大漠郁苍苍,为问虚踪到上方。天地三千开世界,华夷万里见封疆。芙蓉半插青云色,薝卜时飞花雨香。身在招提犹是幻,皈依何处法中王?”

创制“奇门兵器”　长城防务显神威
　　戚继光统兵生涯中,创造发明了不少攻守战器,如狼筅、刚柔牌、赛贡铳等,其中有一种叫自犯钢轮火的爆炸装置,是在原来石炮的基础上改进创造出来的,这石炮便是刘应节任顺天巡抚时创制的。
　　明代,“炮”成为长城防务上重要的武器。今天秦皇岛地区的长城沿线上,质地不同、形态各异的古炮遗存,数不胜数。其中最令人称奇的是陈列于山海关长城博物馆内,世上罕见的由顽石制成的“石炮”。这种在长城防务中作用甚大的“奇门兵器”,便是刘应节在顺天巡抚任内,于隆庆初年创制的。这石炮又称为“长城石炮”,仅见于明代蓟镇长城的东部地区,是一种边塞独用的守城火器。其法是将石头凿孔,内入炸药,放在城墙下,用导火线连接,线的一头放在城墙垛口上,敌来则燃线引爆,杀伤敌人。
　　长城石炮一般每门重200至300余公斤,炮身长80至160余厘米,炮膛深度视石炮大小不等,通常约占炮身总长度的十分之五六。炮口内径由12厘米到20厘米,炮口小、炮膛大,是以增加炮膛压力,起到延长石炮射程的科学作用。石炮的内径,一般还经过些简略的研磨加工,石炮后部有长方形凹槽,是为点火槽。点火槽大小不等,一般槽长15至25厘米,宽深各约10厘米上下。点火槽连接炮身处,有通向炮膛内部的圆形引火孔。引火孔又称引线孔,这是穿插被称作“引线”的导火索之处。点火槽的尾部,还凿有牛鼻子孔,这是拴系皮条和绳索用的。
　　长城石炮的使用发射过程是这样的:首先,将引线自炮身后面的引火孔穿入炮膛底部；再将火药从炮口注入炮膛,用木杵充实,随后放入碎铁片、小石子和弹丸,用手拉起石炮尾部的皮条,移动调整好炮口的方向,对准来敌,最后点燃引线,发射攻敌。
　　同为秦皇岛境内的长城,西部的抚宁、卢龙一带见有这种石炮,东部的山海关附近则见不到这种守城武器。这可能是由于山海关附近的石材易碎裂,不适合制造石炮之故。