沈溪亲自带人修筑防御工事。
鞑靼人主力到来之前，他必须要把土木堡经营成一座坚不可摧的钢铁防线，而不是一座堆砌在沙粒上的纸糊堡垒，弹指即破，然后闭目等死。
为了让土木堡变成理想中的状态，沈溪将手底下所有人都调动起来。他把一些识字又或者接触过火炮和火铳的二千人抽调出来，作为机动兵马，另有五百有一定手艺的民夫，用来制造和修复武器装备，同时实现沈溪脑海中的一些构想。
其余四千官兵和两千民夫，分成了四班，各负责一个方向进行土木作业。
沈溪知道修筑防御工事的重点，在于破坏鞑靼骑兵的机动性，充分发挥手头的火炮和火铳的火力优势。
因此，以土木堡为中心，前后将修筑八道战壕。每道战壕均深四米、宽三米，前低后高，战壕与战壕之间约莫有二百多米的平地。
所有的战壕都通过坑道连接起来，这些战壕和坑道在转弯处，变得极为狭窄，仅容两人并行，战时只需在这些弯道处派出一队火统兵，即可做到一夫当关万夫莫开。
与城外连接的道路，变成了弯弯曲曲的“之”字形路线，如此一来，敌人在冲锋的时候，除了跳入战壕，剩下的就只能绕路。而在绕路的时候，城头的火炮以及埋伏在两翼坑道里的火铳兵，即可给予鞑子兵最大的杀伤。
被人看衰的土木堡，首战便全歼火绫部，次战又以绝对优势获胜，这让土木堡内的明军重新看到生存的希望，现在他们已经不求能在与鞑靼人的交战中获得多少功劳，只想活着回到关内，留条命回去见婆娘和孩子。
为了这个目标，城外修筑工事的官兵和民夫干得如火如荼。
冬季白天很短，总共大约有六到七个时辰可以干活，早上天色刚蒙蒙亮就上工，等到天几乎完全黑下来才撤回城中休息，这中间只是吃饭时休息一下，然后一直干下去，所以效率很高，仅仅两天第一道防线就构筑起来了，此后就是按照沈溪的规划，优先构筑外面那道战壕以及连接两道战壕的交通壕。
土木堡拥有的两百门火炮中，有半数架上城头，其余的则利用挖掘战壕时堆积的土堆，构筑炮台，威慑敌军。
由于之前从鞑靼营中搬回大量炮弹和火铳子弹，以及十多万斤火药，短期内弹药消耗不用发愁，每天炮兵除了在沈溪指导下保养佛郎机炮外，每名炮手、副炮手还各有一次实弹练习的机会。
每当城头的火炮向远处沈溪指定的目标进行炮击，隆隆的炮声都会把远远观察的鞑靼骑兵吓得远遁而去，生害怕自己成为牺牲品。
此外，集中进行训练的一千五百名火铳兵，每天也都有实战打靶的机会。
这些火铳兵中，有九百人装备最新式的佛郎机火铳，另六百人则装备了老式的双眼铳。火铳兵共分为五队，每队三百人，以军阵出战时排成三排，进行三段式射击，打防御战时，则躲在战壕里交叉开火，务必确保火力全程覆盖。
如今土木堡再也不担心会出现逃兵了，因为随着南门被堵死，城塞周围已没有任何逃跑的路线，鞑靼人抓到明朝的逃兵，基本是见一个杀一个。
鞑靼人并非不想利用心理战来打击守军的士气，只是之前沈溪用“马雷”打得鞑靼人肝胆俱裂，亲眼见到袍泽在身边炸成粉末，尸骨无存，那种伤痛刻骨铭心。这会儿看到明朝士兵，如同见到生死仇人，一个都不愿意放过。
鞑靼人残杀俘虏后，还将其头颅挂在旗杆上耀武扬威，这使得城中官兵基本上断了逃跑的念想，而且如今军中都在流传朝廷援军即将到来的消息，放着到手的功劳不要去当逃兵，还无路可跑，抓住后两