宣德年间北边防线进一步收缩，特别是开平内迁独石，使宣、大二镇地域缩小，濒临边地，不可避免的由边防二线而为边防一线，成为遏阻蒙古南下之要冲。对此，明廷除加强二镇防守外，还不断完善该地区的防御体系。为解决镇守官员之间事权不一、相互掣肘和邻镇间遇敌互相推诿、互不策应的弊端，专设了宣大总督以加强协调，促成了宣大防务区的建立，成为明代中后期北部防御体系的重要组成部分。

随着明朝北边防线的一再南移，宣大地区之战略重要性日益提高，防务压力增大。

“京师尤人之腹心也，宣、大项背也，延、宁肢体也，甘肃踵足也。”

“若以地之轻重论，诸边皆重，而蓟州、宣、大、山西尤重。何则拱卫陵寝，底定神京，宣、大若肩背，蓟、晋若肘腋也。”

特别是英宗时河套弃守后，蒙古诸部“出河套则寇宣府、大同、三关以震畿辅;入河套则寇延绥、宁夏、甘肃、固原以扰关中”，对大明之北边防线造成很大威胁。

此外，宣大地区多是“分土而治，不相统辖，缓急调遣应援事多掣肘”，兵力分散，而蒙古则不然，常常是集中各部乘虚专攻一镇。在这种情况下，一镇之兵根本无法抵御，需要邻镇互相救援。但是各镇巡抚总兵无权调集他镇之兵马，邻镇有难，往往坐视不救，“一遇有警，因地方兵马单弱而各分彼此，不肯应援，纵肯应援，亦多观望，往往坐失机宜”，造成但求自保而难以自保之局面。

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“假令并犯宣府，则大同应援为急，如并犯大同，则宣府应援为急，若先事一有所拘，而临事则有所诿，兵革之际，易相推托，将不免于误事。”

有鉴于此，为统一宣、大二镇兵权，加强二镇间的统一领导和协调行动，需设重臣统驭，故明廷于景泰年间设宣大总督以统二镇。宣大总督设置后，置罢不常，至嘉靖二十一年始定设不变。

宣大总督设立后，除统领镇兵协调二镇行动外，还于嘉靖二十一年获得了兼理粮饷之权。