新模式的突出表现是将防御重心转移到沿边重点军镇的布防和建设上，由此造成边疆区域防御重心和中心在整体上向边境转移。这是一种新的发展道路。其主要内容包括：
（1）由重将或总兵长期驻防沿边军镇。洪武时期沿边防御主要由行都司、都司分区负责，总兵官等虽有驻守，多是执行具体任务，时间不长即行诏回。永乐以后，总兵、都督等官开始长期驻守边镇，边境驻防的地位明显改变。据《明太宗实录》等记载，总兵官何福在建文四年（1402）到永乐五年（1407）镇守宁夏；总兵官陈懋在永乐十二年（1414）以后长期镇守宁夏，直到永乐朝结束；总兵官郑亨从永乐元年（1403）到宣德九年（1434），先后镇守宣府、大同十四五年，其中以总兵官身份镇守大同十多年；而都督总兵官宋晟，“凡四镇凉州，前后二十余年，威信著绝域”。都督总兵官费在永乐十二年（1414）后镇守甘肃，直到宣宗即位才还京。到永乐十二年（1414），宁夏、甘肃、大同、宣府和辽东五镇已经都以总兵官镇守，标志着沿边军事重镇向总兵官镇守制度的总体转变。
（2）镇守都督或总兵官职权转变。镇守都督或总兵官不仅是边境重镇的最高统领，而且节制都司或行都司。《明太宗实录》记载，何福镇守宁夏时，曾一度节制陕西都司、行都司，山西都司、行都司，河南都司；宋琥镇守甘肃时，曾一度节制陕西都司及行都司；吴高镇守大同时，节制山西行都司诸卫；朱荣镇守大同时，节制山西都司、行都司；刘贞、孟善、刘江镇守辽东时，节制都司属卫军马等。这种情况表明，边疆防御重心和指挥管理中心总体上开始向边境沿线的军事重镇转移。
（3）行都司、都司地位下降，王国节制以及参与区域军事防卫的力量削弱。永乐朝及其以后，几乎看不到诸王节制驻军御边的例子，只有诸护卫军被征调的史实。地方行都司、都司虽然存在，但都无例外地受制于总兵官等的节制，从而失去独立负责防御的权利。

永乐时期在边镇建设上所走的新道路，促进了沿边军事重镇的新发展，加速了九边形成的进程。在这种悄然进行的变革中，辽东、宣府、大同、宁夏、甘肃五镇率先实现了变革，初步实现了沿边五大军事重镇的布防格局。当然，这一时期完整的九边布局尚未形成。不过，在此后的发展中，日渐兴起的蓟镇、延绥镇、山西镇（偏关镇）和陕西镇（固原）所走的道路却与上述五边基本相同，基本上都是按照这一模式进行的。
（1）延绥镇。延绥镇形成于正统元年至十年（1436—1445）间。在此以前，延安、绥德二卫长期以卫的身份守卫边疆。其间虽然不乏公侯伯等将军的不定期驻守、整治，甚至也曾与宁夏、庆阳等卫联为一体，形成不定期的虚级整防单元，但都不是严格意义上的边镇形态，直到正统元年（1436）至十年（1445）王永、王祯镇守延绥时，在管辖区域、卫的数量、镇守官员职权以及朝廷意象中，延绥才具备了镇的基本形态，这一点胡凡先生已有专文论述。不过，从前述五边的形态看，这时的延绥镇还只能算是一个初级形态。因为沿边行都司和都司只是边镇设立的基本因素，公侯、都督和总兵官，特别是总兵官较为长期稳定的驻守并节制诸都司，才是九边军镇设立的典型形态表现。延绥镇向典型形态军镇的变革，发生在天顺二年（1458），即彰武伯杨信充总兵官镇守延绥等处地方之时，这比前述五镇总体上晚了四十余年。韦占彬和赵现海二先生以此作为延绥设镇的时间虽然不完全正确，但他们都看到了这一标志性变革的意义，这对于认识九边的发展还是有积极意义的。
（2）蓟镇。蓟镇形成于永乐二十年（1422）。此前是蓟州卫，隶属于北京留守行后军都督府。永乐十二年（1414）后由卫指挥陈景先等长期镇守。二十年朝廷敕命陈景先“蓟州、山海等卫官军可调参用”。于是，蓟州、山海、永平等卫连为一体，并长期为都指挥陈景先镇守节制，蓟镇就是在这一时期形成的。据明仁宗、宣宗、英宗实录资料，洪熙元年（1425）至正统九年（1444），先后有陈英、薛禄、陈敬、王彧充总兵官镇守蓟州、永平、山海等处，而都督陈景先实际上相当于行都司都指挥使，分别与他们组成最高的镇守将官。在这其中，陈敬于宣德五年到九年（1430—1435），王彧于宣德十年到正统九年（1435—1444）为总兵官，镇边时间最长。因此，蓟镇从形成时的初级形态向典型形态的变革，应当从洪熙元年（1425）开始算起，到宣德年间完成转变。这比前述五镇略晚一些。韦占彬先生以宣德十年（1435）王彧充总兵官为蓟镇形成的时间，未免过于拘泥于总兵官的长期驻守这一标准，应当根据胡凡先生的判断标准予以修正。至于《明史·兵三》所说“蓟之称镇，自（嘉靖）二十七年（1548）始”，则是一个很大的错误，这一点前人已经指出，不必赘论。
（3）偏关镇。也称山西镇，又称三关镇。其形成时间，《九边图论》列在最后，以后《皇明九边考》、《明史》等相沿袭，其实都不准确。明人严从简说：“（明朝）国初建将屯兵，首先偏头，以其极边耳。故偏头当与宣大较，不当与雁（门关）、宁（武关）较也。”就是说，偏头关在明代初年就是与宣府、大同相当的沿边重镇，这一说法其实并不符合史实。今有研究认为，该镇形成于成化年间，也与史实不符。那么，该镇到底形成于什么时间？因涉及到镇的转变，这里一并简要加以说明。

首先，偏关镇的初级形态形成于宣德至正统初年。理由有二：一，有都司官员专门镇守，并开始较大规模的建设。都司官员如山西都司都督李谦（后为偏头关都督）“每年二月终回山西镇守，候九月中仍至偏头关提督”。宣德元年（1426）到四年（1429），偏关开拓关城，并增筑烟墩26所。后在马贵的领导下，又先后设水泉营堡、滑石涧堡，在沿边挑壕堑、立柞木，在黄河东岸设楼子营等7堡。二，在朝廷意象中，偏关与大同、宣府、延绥等边并列为一方重镇。宣德七年（1432）后，偏头关如大同、宣府例，每年冬初发兵烧荒。兵部右侍郎于谦上奏中也称，“大同、宣府、偏头关三边”。可见，初级形态的偏关镇已经形成。
偏关镇形成后，地位越来越重要，天顺至成化年间（1457—1487）不断增设文武官员协守，在此过程中，三关（偏头、雁门、宁武）防御体系的构建初步完成。成化四年（1468），山西署都督佥事王信移镇代州，提督雁门、偏头、宁武三关，而分守三关参将也经常因为边防事务紧急而移屯偏头关。如成化二十年（1484）“命分守代州右参将支玉移屯偏头关，以时巡视代州、雁门、宁武诸处”。成化二十一年（1485）分守代州等处兼提督偏头等关都督佥事周玺“请改分守为镇守”，被宪宗皇帝特批允行。偏关的最高驻防将官也在官方意象中意同总兵官。天顺二年（1458）“敕大同、宣府、独石、偏头关等处镇守总兵官戒严边备”。这是《明实录》最早称偏头关守将为总兵官的记录。事实上，偏头关当时尚没有设总兵官，之所以有这样的说法，说明在官方意象中，偏关最高驻防将官与其它镇总兵官的地位是相当的。
其次，弘治十三年至正德十六年（1500—1521），偏关镇完成由初级形态向典型形态的转变，开始正式称镇。弘治十三年（1500）偏关镇增设镇守山西副总兵一员，专门驻防代州，往来提督三关。增设是针对明初已设立的山西副总兵而言的，表明偏关镇从山西副总兵的总体职掌中独立出来，形成专门的总兵官防区。明人严从简说：“初，偏头关置副总兵官，宁武隶焉。论者以偏头数警，副总兵官权轻，改总兵官。……铸印建节，于是三关称镇，峙于宣大矣。”副总兵官改为总兵官具体在什么时间，这里没有明确说明，《明实录》也没有准确的记载。从相关资料看，嘉靖二十年（1541）以后，偏关总兵官常为人们说起，如兵部称“三边总兵官旧驻偏头关，东西应援不便，宜改驻宁武关”；巡按山西御史李一瀚说：“总兵官旧驻偏头关，后畏惧孤悬，乃东移宁武，去河凡二百余里，何以备援？”但不能据此将偏关总兵官出现的时间延伸到嘉靖二十年。因为正德十六年（1521）“九边”一词和“九边一体”的观念已经出现。据此可以推断，偏关镇总兵官制形成于弘治十三年至正德十六年（1500—1521）之间。随着总兵官制的出现，偏关镇完成了由初级形态向典型形态的转变。据此，严从简《殊域周咨录》所说“（宣德）四年（1429），置镇守偏头及雁门、宁武三关总兵官驻偏头”，以及引尹畊所说“夫（明）国初之经略边镇也，以宣大、偏头为极边，是故宣大置总兵，偏头置副总兵，所谓重之也”。是不完全符合史实的。

（4）固原镇。又称陕西镇。建置时间在明人的著作中有较为明确的认识，即弘治十四五年（1501—1502）。后《明史》卷91《兵三》沿袭此说，以弘治十四年（1501）作为固原镇设置的时间。韦占彬认为《明史》说法不确，遂定固原镇设于弘治年间（1488—1505），较以前诸说更为模糊，对此应结合固原镇的形成和变化作进一步的研究。
固原镇的形成是总制诸边思想及其实践的产物。成化初年，陕西三边战事吃紧，但各边划地自守，互不相顾，以致于边地屡遭重创。所以从成化二年（1466）起，巡抚陕西右副都御史项忠就指出“兵贵节制”，要求增设“总制”一员，节制和调度三边防御。至成化十年（1474），先后有陕西右参政朱英、吏部右侍郎叶盛、参赞军务右都御史王越、刑部主事张鼎等多位文武将官言及此事。在这一过程中，先后有多位文臣武将总制或提督三边，但驻地或在延绥，或在陕西（西安），或在固原，颇不稳定。后来经过长期酝酿，对固原核心地位的认识日益明确，最终将总制驻扎之地稳定在固原。在这一过程中，固原的军事地位日渐提高。成化五年（1469）固原由千户所升为卫，以后不时增置官员。九年（1473）命总兵官刘聚在固原，都御使王越在沿边调度诸边协同防御。十年（1474）张鼎建议于固原置总兵，被朝廷否定，遂敕命左都御史王越专居固原，总督诸路军马。二十年（1484）令陕西巡抚都御史于固原等处往来提督。此后仍有多次奏请陕西都督同知白玘专守固原、靖虏等处，甚至督统陕边的请求，但都没有得到朝廷批准。可见，当时固原虽然重要，但总制、提督或总兵等官的驻守，多是一时的权宜之计，作为一种制度尚没有完全建立。尽管如此，在频繁而长期的地区征战和防御实践中，固原、环庆、平凉，包括兰州以东、宁夏以南的广大地区，实际上已经形成为一个大的防区。在此防区中，固原经常驻守着各种名目的重要的文臣武将，成为实际的防区中心，总制诸边的思想在一定程度上得以实现，固原镇的初级形态实际上已经形成。

弘治十五年（1502）固原镇建置正式完成。弘治十四年（1501）朝廷命户部尚书兼都察院右副都御史秦纮总制固原，“凡军马钱粮等项事宜逐一从新整理”，“各该镇巡等官悉听节制”。后经秦纮建议，同年添设曹雄充副总兵分守固原等处。另有大臣建议，“请令固原自为一镇，照广西棓州事例，总兵官、太监则常居固原，巡抚官则九月至（第）二年二月在固原，三月至八月往来陕西会城巡历”。兵部原则上同意此意见，并认为“固原自为一镇，事体重大，请行令镇巡等官议处，……从之”。关于此事，镇巡等官讨论的情况怎样，史文缺载，不可确知。不过，秦纮做总制一直到十七年（1504），以后武安侯郑英、三边总制杨一清等大概都遵循此制度。所以《皇明九边考》说，弘治十五年（1502）秦纮总制固原，“后总制皆驻扎此城，于是始改立州卫，以固、靖、甘、兰四卫隶之”。严从简《殊域周咨录》的观点与此基本一致。因此，弘治十五年固原镇正式建立是符合历史事实的正确认识。固原镇的正式建立，实现了该镇由初级形态向典型形态的转变。
需要指出的是，固原镇的建成道路与其它诸镇略有不同，它从一开始起就沿着两条线发展。其中一条线是，固原、平凉、环庆、靖虏至兰州的广大地区，在成化以后日渐成为宁夏、甘肃、延绥镇等三边防线的“二边”；另一条是，甘肃、宁夏、延绥三边在具体的防御实践中，划地自首，各不相顾，迫切需要在固原适中之地设立总制三边的中心。随着蒙古诸部侵犯的日益频繁，这两个过程日益发展。为了确保三边及其以内广大地区的安全，最终实现了该镇的设立。如果单就第一条线的发展及其需要而言，固原镇的形成途径与其它八镇没有不同，只是其防守区域位于三边以内而已。若就第二条线的发展和需要上讲，其它八镇的设立均与此不同。而后者恰恰是固原镇形成的主要动机。因此，固原镇形成的道路是一种特殊的道路，这里姑且称为固原道路，或固原模式。它与嘉靖时期先后设立的偏头关总督“联属山西诸镇”，以及蓟州总督“联属辽东”的情况，虽然在功能和形式上比较相似，但在形成方式和具体功能上却不完全相同。
永乐以后，北方边地区域防御的布局和建设，改变了洪武时期重在省区和战略要地的布防格局，区域防御开始以边防线为主体来规划和布局，进而形成九边区域布局的新模式。这种布防模式客观上体现了洪武中期宋讷《守边策》的边境布防精神，反映了政府在边疆防御上边境意识的自觉与成熟。九边模式是明代防御蒙古等部族侵扰的新创举。