同年设置了军事部门，筑城设卫，其后便称为“天津卫”了。
天津设有天津卫、天津左卫、天津右卫，统称三卫，由天津卫指挥使统领，直隶于后军都督府。每卫士兵足额5600人，天津三卫士兵定额16800人。
明初期时，天津卫的士兵素质尚有保证，但到了明末，基本都已经变成了农民，根本没有战力，对于天津的情况，朝廷一直都有了解。天启元年，朝廷在天津重新设立巡抚，试图振作天津的兵势，以为京师的拱卫，但成效甚微。
天津是有水师的，而且原本还是大明内海最大，仅次于登莱水师的一支，但崇祯四年，孔有德在登州叛乱，挟持了一部分正好驻在登州的天津水师船只去往辽东，从此天津水师一蹶不振，海防兵只剩下两千多老弱，船十几艘，除了固定的通过海路向宁远山海关输送粮草，再没有其他作为。
对于天津和天津港，朱慈烺一直都想要亲临，因为就他逆转历史的大计来说，天津的地位举足轻重，但苦于没有机会，这一次东印度公司的大船到岸，正是一个好时间，从皇宫出来，朱慈烺去往京营，召集幕僚，安排了各项操练事务，然后就在武襄左卫的护卫下，急急出了京师，往天津而去。
天津距离京师二百里，如果是清早出发，傍晚就可以到天津，但因为出发时已经是中午，所以今日肯定是赶不到了，而朱慈烺也根本没有打算赶到，从京师出发后，他先到通州，在城外停留了半个时辰，围着通州城转了一圈，照他当日朝议所说，通州，香河，三河和武清，将和京师天津一起，形成长城之后的第二道防线，阻挡建虏入塞，因此四地城池，连同中间的十二处棱堡，都需要抓紧时间修建。
虽然崇祯帝和朝臣们对往河间府等地拨发修城钱粮有所迟疑，但对京畿地区的防御，却是很重视的，朝议之后，不到十天之后，修建的基础钱粮就发了下去，兵部工部一起督促，京畿各城召集民夫，即刻开工。
通州是京杭大运河北段的终点，也是京师的东大门，地理位置极其重要，所以是兵部和工部盯防的重点。
通州知州、兵备道，城中四卫的指挥使，副将姜名武，无人敢怠慢，各领一门，全力投入筑城的工作中，太子的马队到通州城下时，远远就看见尘土飞扬，城上城下，工匠和民夫担土挑石，不但加高城墙，而且在东门之外又新修了一座瓮城，使通州防御更坚。
朱慈烺快马而至，叫来现场督工的官员，详细询问，得知通州全城都已经动起来、钱粮暂时无忧之后，他便快马离开，等到通州文武从城中奔出来，想要拜见太子殿下，太子的马队早已经消失在了官道上。
沿着运河走，从通州之后就是香河，这一夜，朱慈烺就宿营在距离香河不远的宝庆寺。
宝庆寺之边，一座新型的棱堡正在深挖地基，汤若望现场督工，整个棱堡的修建从图纸到具体的施工，都由他负责，工部的人协理。当见到太子出现，汤若望的蓝眼睛里都是喜悦的光芒，原来，他刚刚得到一个好消息，罗马教廷今年将大批的向大明派遣传教士，而每一个传教士都是有相当学识，从医学建筑学冶金学的专业人士--这正契合大明王子当初的要求，所以汤若望迫不及待的想要把这个好消息告诉朱慈烺。
朱慈烺笑着称赞，并说他会安排，绝对让“神父”们有所施展，汤若望却说一切的荣耀都归于主。朱慈烺知道汤若望意有所指，想让自己皈依，但表面却假装不知，只谈论棱堡的修建。
第二日天还没有亮，朱慈烺就出发，巳时（上午9点）到达香河，和通州一样，香河也正在大兴土木，增高加固城墙。香河是京杭大运河南粮北调的的必经之路，属于咽喉之地，所以香河也被称为“首都之门户，漕运之咽喉”。
在朱慈烺的谋划里，香河比通州更重要，因为通州一向重兵防守，建虏未必会攻通州，但却一定会打香河，因此香河的防务就更加重要。
通州，香河，杨村，一直到天津卫，朱慈烺沿着运河一路南下，不但巡视各处的城墙修建和棱堡修筑情况，同时也观察运河上的运粮船只和所经地区的百姓民生。到杨村时，他心中忍不住感伤，百姓苦啊，京畿是大明的首善之地，首善之地都如此，可想其他地方了。
快到天津时，朱慈烺抛开杂念，开始全力思索水军的建设之策。
关于向东印度公司组建战船以及天津水师的组建，朱慈烺曾经有过想要亲自统辖的心思，但他知道，这种可能性是很低的，京营是步骑兵，他现在抚军京营，已经算是特例了，如果再想把两百里之外的水军纳入京营麾下，不但于祖制不合，而且会惹起一些不必要的闲话。
因此从一开始，朱慈烺就把重点放在了天津水军的统军将领以及新兵的招募之上。
施琅是他为天津水师准备的人才，但施琅资质尚浅，现在还支不起天津水师的门面，需要用一个心胸开阔，能令施琅一展长材的老将作水师副将，在为施琅遮风挡雨的同时，也能管束施琅，令其不至于脱缰。
朱慈烺对军中人物不熟，为此特意请教了吴甡，吴甡推荐一人，那就是原龙武水师的左营游击陈兆兰。
陈兆兰在历史上毫无记载，朱慈烺对这个人也毫无了解，通过和吴甡交谈，才大略知道了一些。
当初，为了收复辽东失地，在蓟辽督师、内阁大学士兼兵部尚书孙承宗的建议下，朝廷于天启二年调发援辽的一部分淮扬水师，改编为了一支独立的水师，驻扎在山海关老龙头，名曰龙武水师。
兴盛时，龙武水师曾经有大小船只四五百艘，但在天启六年的宁远之战中，龙武水军遭受重大损失，战后，袁崇焕上疏朝廷，请求重建龙武水师，并提请陈兆兰为水军左营游击、诸葛佐为中营游击、提升张斌良为右营游击，朝廷准奏，恢复了龙武水军的三营之制。
在袁崇焕的经营下，到崇祯二年时，龙武水军基本恢复，但十一月的己巳之变，改变了一切，袁崇焕下狱被杀，右营游击张斌良被牵连，日后也被处斩，龙武水军受到一定限制。
所幸，袁崇焕死后，孙承宗接任辽东督师，派自己的首席幕僚茅元仪接掌了龙武水师，茅元仪原本想要大干一番，收拾铳炮，整修战船，不想崇祯三年四月，因为欠饷，军中发生哗变，死伤十几人，茅元仪事后论罪，被发配到了福建。
而后，因为大凌河战役的失败，孙承宗被迫请辞，回乡闲居。
从孙承宗，袁崇焕到茅元仪都曾为龙武水师努力过，但却都付之东流，三人之后，龙武水师再无振作，渐渐褪去最初建立时的进攻色彩，变成了一支防御性的水军。
这其间，陈兆兰积功升迁，从游击变成了参将，崇祯九年，水师又闹饷，陈兆兰制止不力，被御史弹劾，不得不黯然归乡，吴甡以为，以陈兆兰的资历，任水师副将没有问题，以他的胸怀和水军经验，学习红毛人的三桅大船的战术，应该也是稳稳当当，且陈兆兰现就居住在天津，朝有令，午可至。