南征倭寇
岑港之戰
嘉靖三十六年（1557年），倭寇進犯樂清、瑞安、臨海等地，戚繼光率軍前往救援，但因為道路隔絕而沒有來得及，朝廷也因此不治戚繼光的罪。而後，汪直余黨作亂於岑港，戚繼光與俞大猷兩軍會合，前往圍攻。但很長時間都沒有攻下來，於是朝廷將戚繼光、俞大猷等人全部罷免，讓其帶罪殺敵。駐守在岑港的倭寇抵禦不住戚繼光與俞大猷的進攻，於是打算逃走。
嘉靖三十七年（1558年），倭寇造好了大船，準備駕船夜遁，俞大猷和戚繼光趁機發動進攻，擊沈倭寇大船，余黨向閩南逃竄。從岑港逃走的倭寇又在臺州燒殺搶掠，給事中羅嘉賓等人彈劾戚繼光故意放走岑港的倭寇，有通倭的嫌疑。正要準備治罪，戚繼光卻因平定汪直的功勞而復官，讓戚繼光守衛守臺、金、嚴三郡。
戚繼光到浙江赴任後，發現衛所的將士作戰能力壹般，而金華、義烏的人比較彪悍，於是戚繼光前往招募了三千人，在戚繼光的指導訓練下，將其練成壹支精銳的部隊，後稱“戚家軍”。戚繼光根據南方多沼澤的地理特點制定陣法，又給他的部隊配備火器、兵械、戰艦等裝備，戚家軍因此名聞天下。
臺州之戰
嘉靖四十年（1561年），倭寇大舉進攻桃渚、圻頭等地，戚繼光率軍扼守桃渚，於龍山大破倭寇，戚繼光壹路追殺至雁門嶺。倭寇遁走之後，趁虛襲擊臺州，戚繼光壹馬當先手刃倭寇首領，余黨走投無路，全部墜入瓜陵江淹死。而圻頭倭寇竟又來侵犯臺州，戚繼光率軍於仙居將其全殲。臺州大捷後，戚繼光官升三等。而後，閩、廣壹帶的倭寇流入江西壹帶作亂，總督胡宗憲無法平定，於是讓戚繼光來增援，戚繼光率軍於上坊巢將其擊破，倭寇奔走建寧，戚繼光引軍回浙江。
福建之戰
嘉靖四十壹年（1562年），倭寇進犯福建，並聯合福寧、連江等地的倭寇，先後攻陷壽寧、政和、寧德等地，從廣東南澳方面侵略的倭寇聯合福清、長樂的倭寇攻陷玄鐘所，並進犯龍巖、松溪、大田、古田、莆田等地。
倭寇聲勢浩大，當地官軍不敢進攻，於是胡宗憲傳令讓戚繼光帶兵剿賊。戚繼光領命後引兵先進攻橫嶼，橫嶼四面水路險隘不易通行，戚繼光命將士們每人手持壹束稻草，填壕而進，大破橫嶼倭寇，斬首兩千二百余級。而後，戚繼光乘勝追擊，殺至福清，搗毀牛田，端了倭寇巢穴。倭寇余黨慌忙逃往興化，戚繼光也不停歇，壹路狂追，又搗毀倭寇據點六十余營，斬首無數。
戚繼光平定福建倭患後班師回浙江，行至福清，遇見少量倭寇從東營澳登入，戚繼光率兵急攻，斬首兩百人。經過幾番戰鬥，閩廣壹帶的倭寇幾乎被戚繼光殺光。
興化之戰
戚繼光回到浙江後，從日本國本土而來的新的倭寇又伺機侵略，他們人數日益壯大以後，襲擊興化，但圍攻了好幾個月都沒有攻下來。而此時劉顯派了八個人帶著書信到興化傳達信息，被倭寇攔殺，倭寇就換上劉顯使者的服飾騙開城門，趁機攻陷了興化城。
倭寇攻陷興化後，劉顯率兵逼近興化，但因為兵少，劉顯不敢擅自攻城，卻因此被彈劾，背負罪名。而福建總兵俞大猷也表示需要有大軍合圍。
嘉靖四十二年（1563年），朝廷以譚綸為右僉都禦史，巡撫福建前來支援，而都指揮歐陽深卻中了倭寇埋伏搏戰而死，倭寇遂占據平海衛。四月，戚繼光率領浙江兵前來支援。戚繼光到後，譚綸立刻籌備對倭寇的總攻，先在各海道上環立柵欄阻斷倭寇歸路，而後譚綸以劉顯為左軍，俞大猷為右軍，譚綸自領中軍，以戚繼光為先鋒，圍攻平海衛，壹舉告破，斬首兩千余級，戚繼光等率兵追擊，倭寇道路不通，又被斬殺三千多人。於是劉顯等復興興化。朝廷以戚繼光先前橫嶼大戰，錄前後戰功，以戚繼光為都督同知，世廕千戶，代替俞大猷為總兵。
仙遊之戰
嘉靖四十三年（1564年）二月，倭寇余黨糾合壹萬多人圍攻仙遊，打了三天，戚繼光率兵前往解圍，倭寇敗走，戚繼光率軍追擊，追至王倉坪，斬首百余級，不少人都墜於懸崖摔死。余黨數千人逃走占據漳浦蔡丕嶺。戚繼光分五哨（古代軍事編制單位）將士攀巖而上，與倭寇短兵相接，連俘帶殺壹百多人。剩下的倭寇劫掠漁船逃到海上，而後侵擾福寧，戚繼光率領李超等前往將其擊敗，又乘勝追至永寧，殺死三百多人。
同年，潮州倭寇聚眾二萬，與海盜吳平互為犄角之勢劫掠潮州，俞大猷率兵殺敗倭寇，並將吳平招降，讓吳平駐紮在梅嶺。但不久之後，吳平糾合被明軍擊敗的流散倭寇壹萬多人，夥同林道乾、曾壹本先後在走馬溪、泊浦澳登陸，洗劫南村堡和港口村。戚繼光即刻率軍前來圍剿，吳平得知後放棄之前據守的梅嶺，集合大船壹百多艘，逃入南澳，並修築大寨防禦。
嘉靖四十四年（1565年），俞大猷率領水軍，戚繼光率領步兵，二人合力圍剿吳平，吳平破敗，孤身逃往鳳凰山。
北禦韃靼
隆慶元年（1567年），給事中吳時來向明穆宗上疏，建議讓戚繼光、俞大猷等人訓練薊門壹帶的士兵。但朝議後決定只任命戚繼光即可。於是朝廷任戚繼光為神機營副將。當時譚綸剛剛在遼、薊壹帶募集了三萬步兵，又在浙江招募了三千士兵，請求讓戚繼光對其訓練，得到了穆宗的許可。
隆慶二年（1568年），明穆宗讓戚繼光訓練薊州、昌平、保定等地的士兵，總兵官以下的官員都受戚繼光的節制。戚繼光到任後，時薊州有總兵郭琥，而戚繼光為總理，無法統壹號令，於是朝廷將郭琥調走，以戚繼光為總兵官，鎮守薊州、永平、山海等地。又以戚繼光前破吳平有功，進封為右都督。時北蠻子侵略青山口，戚繼光引兵將其擊退。
萬歷元年（1573年），北蠻小王子與董狐貍謀劃進犯，向明朝廷索要賞賜遭到拒絕，於是二人在喜峰口燒殺搶掠，戚繼光得知後率兵前往平亂，差點活捉董狐貍。同年夏，董狐貍侵略桃林，被戚繼光擊退。而後董狐貍的侄子董長昂侵犯界嶺，又被擊敗。董狐貍多次侵擾邊境不但沒有占到便宜，反而損失慘重，於是獻關求賞，朝廷答應其按年給予賞賜。
萬歷二年（1574年），董長昂又入侵邊境但無法從關口攻入，於是逼著他的叔父董長禿寇犯邊境。戚繼光領兵將其擊敗並活捉董長禿。董狐貍與董長昂率領宗族三百人來到戚繼光關前請罪，董狐貍穿素服大哭請求赦免董長禿。戚繼光與部下商議後決定接受其投降，董狐貍於是將劫掠的百姓放回，並發誓不再反叛。自此董狐貍與董長昂再也不敢侵犯薊門。
戚繼光鎮守的薊門固若金湯，北蠻子無法攻入，於是轉而進犯遼東，戚繼光率兵增援，協助遼東守將李成梁將其擊退。朝廷封戚繼光為太子太保，又進封少保。
練兵排陣
軍事上，戚繼光撰寫了兩部重要兵書，即《紀效新書》和《練兵實紀》。這兩部書是他練兵打仗的經驗總結，也是他訓練軍隊的教本，在軍事學上有很高的地位，被收錄《四庫全書》，占軍事著作的十分之壹。
戚繼光初到山東備戰倭寇時，發現明軍格驕兵惰、紀律松弛、兵不習戰，跟熟練使用倭刀、重箭的倭寇相比，戰鬥力實在太弱。於是戚繼光到金華、義烏等地招募了3000農民，並親自訓練他們，這便是早期的”戚家軍“。
鴛鴦陣
因為浙閩沿海多山陵沼澤，道路崎嘔，大部隊兵力不易展開，而倭寇又善於設伏，好短兵相接。戚繼光針對這壹特點，創造了壹種新的戰鬥隊形，這種陣形在與倭寇作戰時好像是結伴而行的鴛鴦，於是被命名為”鴛鴦陣“。這種以十二人為壹作戰基本單位的陣形，長短兵器互助結合，可隨地形和戰鬥需要而不斷變化。
鴛鴦陣陣形以12人為壹隊，最前為隊長，次二人壹執長牌、壹執藤牌，長牌手執長盾牌遮擋倭寇的重箭、長槍，藤牌手執輕便的藤盾並帶有標槍、腰刀，長牌手和藤牌手主要掩護後隊前進，藤牌手除了掩護還可與敵近戰。再二人為狼筅手執狼筅，狼筅是利用南方生長的毛竹，選其老而堅實者，將竹端斜削成尖狀，又留四周尖銳的枝椏杈，每支狼筅長3米左右，狼筅手利用狼筅前端的利刃刺殺敵人以掩護盾牌手的推進和後面長槍手的進擊。接著是四名手執長槍的長槍手，左右各二人，分別照應前面左右兩邊的盾牌手和狼筅手。再跟進的是使用短刀的短兵手，如長槍手未刺中敵人，短兵手即持短刀沖上前去劈殺敵人。最後壹名為負責夥食的火兵。“鴛鴦陣”不但使矛與盾、長與短緊密結合，充分發揮了各種兵器的效能，而且陣形變化靈活。可以根據情況和作戰需要變縱隊為橫隊，變壹陣為左右兩小陣或左中右三小陣。當變成兩小陣時稱、“兩才陣”，左右盾牌手分別隨左右狼筅手、長槍手和短兵手，護衛其進攻；當變成三小陣時稱“三才陣”，此時，狼筅手、長槍手和短兵手居中。盾牌手在左右兩側護衛。這種變化了的陣法又稱“變鴛鴦陣”。此陣運用靈活機動，正好抑制住了倭寇優勢的發揮。戚繼光率領“戚家軍”，經過“鴛鴦陣”法的演練後，在與倭寇的作戰中，對倭寇進行了毀滅性的打擊。
車營
戚繼光鎮守薊門時期，根據北方遊牧民族擅長騎兵作戰的特點，建立了車營來克制騎兵，每四人推壹輛戰車，戰車裏放置拒馬器和火器。戰鬥時，將戰車結成方陣，馬步軍以戰車為掩護，先用火器進行遠距離攻擊，敵人的騎兵靠近後步兵使用拒馬器列於陣前，用長槍刺殺，敵人敗北後，派騎兵對其進行追擊。戚繼光又在陣後置輜重營，選南兵為先鋒，入衛兵主策應，本鎮兵專門負責防守，戚繼光壹軍節制精明，器械犀利，使得薊門成為當時邊境第壹軍。
修築長城
金山嶺
“南倭北虜”，即東南沿海壹帶倭寇的侵擾和北部邊境韃靼騎兵的襲擾，是長期困擾明朝廷、危及大明江山社稷的兩大問題。在與俞大猷、譚綸等人消滅南部倭寇之後，戚繼光被調往北邊防禦韃靼。
明朝為加強北方防務，將長城沿線劃分為九個防禦區，分別駐有重兵，稱之為九邊重鎮，每鎮均設有總兵官管轄。薊鎮東起山海關，西至居庸關，拱衛京師，是九鎮中最重要的壹鎮，戚繼光為薊鎮總兵官。
薊鎮長城最早修建於明朝初期，洪武六年，命大將軍徐達等備山西、北平邊，諭令各上方略。從淮安侯華雲龍言，自永平、薊州、密雲迤西二千余裏，關隘百二十又九，皆置戍守。洪武十四年徐達發燕石等衛屯兵萬五千壹百人修永寧、界嶺等三十二關。雖然到弘治、嘉靖年間長城也都有所修築，但過於簡單。真正大規模的修築則從隆慶至萬歷初由戚繼光完成的。
戚繼光在修建長城過程中，依據“因地制宜，用險制塞”的建築思想，山勢低矮處，加高城墻；山勢高峻處，修建敵樓，個別地方加修了障墻、支墻、擋馬墻，全部為磚石結構或磚石木結構，使這段長城設施完備、構築牢固、布局嚴謹、可攻可守。經專家鑒定，金山嶺長城是我國萬裏長城的精華之所在。障墻、文字磚、擋馬墻，被譽為金山嶺長城的“三絕”。
空心敵臺
戚繼光在在加固城墻的同時，又修建了空心敵臺。空心敵臺由上、中、下三部分組成。下部為基座，用大條石砌成，高與城墻相同，中部為空心部分，有的用磚墻和磚砌筒拱承重，構築成相互連通的券室，有的用木柱和木樓板承重，外側包以厚重的磚墻，形成壹層或二層較大的室內空間，以供士兵駐守，存放糧秣和兵器。上部為臺頂，多數敵臺臺頂中央築有樓櫓，供守城士兵遮風避雨，也有的臺頂鋪漫成平臺，供燃煙舉火以報警，而無樓櫓。
戚繼光在《練兵雜紀》中對空心敵臺有詳細記載，敵臺高低大小不等，各個敵臺之間互為犄角，相互救應，敵臺裏都配備有火炮，韃靼的弓箭無法射到敵臺裏的士兵，騎兵在火炮的攻擊下也不敢靠近長城。每個空心敵臺置有百總壹名，負責指揮戰鬥。
裝備發明
戚氏軍刀
戚氏軍刀是戚繼光專門針對倭寇使用的倭刀所改良制造的武器。明朝軍隊所用的刀在與倭寇交戰時，經常被倭寇的倭刀砍斷。戚繼光吸收倭刀的長處，對中國軍刀進行改良，帶有明顯的日本風格，刀刃弧度加大，刀刃寬度的縮小，刀尖帶有壹個小小的弧度，刀刃中間起壹條鎬線，刀背也有壹條棟線，刀尖保留和刀身基本相同的厚度，刀背有采用削棟，減輕刀刃整體重量但是不減少刀刃的強度。戚繼光在《練兵實紀雜集·軍器解》著作裏有記載此刀的鍛造方法。
中國國家博物館現收藏有壹把登州戚氏軍刀，刀上部刻有“萬歷十年，登州戚氏”八字。
狼筅
狼筅是戚繼光對付倭寇給戚家軍所配備的武器之壹，粗有二尺，長有壹丈五六尺。明朝的軍隊在與倭寇交戰時，因懼怕倭寇的倭刀而張皇失措，戚繼光在長而多節的毛竹頂端裝上鐵槍頭，兩旁枝刺用火熨燙的有直有勾，再灌入桐油，敷上毒藥。戰鬥時，倭寇長刀雖鋒利，卻砍不斷軟枝，竹節層層深，能擋住長槍刺入。狼筅上的枝端茂盛，可以掩護持有者，沖陣時既能自保，又非常具有殺傷力，可謂攻受兼備，被稱為“刺倭利器”。
火炮
戚繼光給戚家軍裝備的火炮又稱為“虎蹲炮”，因為其射擊的樣子像猛虎蹲坐的樣子，所以得名。明朝軍隊重視火器的使用，並專門成立了配備火器的部隊“神機營”。在與倭寇作戰時，戚繼光發現鳥銃與佛朗機使用起來缺憾極大，鳥銃雖然精準，但是殺傷力太弱，而佛朗機雖然有殺傷力但非常笨重，不利於扛行。於是戚繼光便發明創造了“虎蹲炮”，比鳥銃殺傷力大，比佛朗機輕，便於攜帶。並大量制造配備。
評價：
①聞戚繼光之備倭於南方也，沿海築墻，間設煙臺，自淮東至於廣西，無不如是，而守備甚固，倭寇以此不敢下陸雲。
②北虜寇邊，薊鎮總兵官戚繼光，令中軍將倪善領畿縣軍三萬以赴之，蓋以主將威信之素著，故軍畏其令，而不敢擾民也。
戚繼光（1528年11月12日－1588年1月5日），字元敬，號南塘，晚號孟諸，卒謚武毅。漢族，山東蓬萊人（壹說祖籍安徽定遠，生於山東濟寧微山縣魯橋鎮）。明朝抗倭名將，傑出的軍事家、書法家、詩人、民族英雄。
戚繼光在東南沿海抗擊倭寇十余年，掃平了多年為虐沿海的倭患，確保了沿海人民的生命財產安全；後又在北方抗擊蒙古部族內犯十余年，保衛了北部疆域的安全，促進了蒙漢民族的和平發展，寫下了十八卷本《紀效新書》和十四卷本《練兵實紀》等著名兵書，還有《止止堂集》及在各個不同歷史時期呈報朝廷的奏疏和修議。
同時，戚繼光又是壹位傑出的兵器專家和軍事工程家，他改造、發明了各種火攻武器；他建造的大小戰船、戰車，使明軍水路裝備優於敵人；他富有創造性的在長城上修建空心敵臺，進可攻退可守，是極具特色的軍事工程。