天启七年（1627年）十月，朱由检即帝位，3天内杀了魏忠贤，清除阉*党**，改明年为崇祯元年（1628年）。元年夏，崇祯帝恢复徐光启官职，起用袁崇焕抵御后金，并主张购买西洋大炮。
崇祯二年正月，朝廷采纳徐光启的建议，命两广大吏李逢节和王尊德，托葡商代购西洋大炮。葡商即献大炮10门及枪支若干，由公沙的西劳和陆若汉率领翻译及数名炮手携火炮，于三月自广州出发，十ー月二十二日到达涿州，除留下4门火炮加强涿州城防外，其余6门火门于崇祯三年正月运抵北京，并向崇祯朝廷献上大炮车架样品两具。崇祯帝当即下令：
“京营总督李守锜同提协诸臣，设大炮于都城冲要之所，精选将士习西洋大炮点放法，赐名‘神威大将军’”。
崇祯皇帝
二三月间，葡萄牙炮师即在*京帮北**助明廷训练两批炮手，约200余人。崇祯四年十月，徐光启以前线迫切需要西洋大炮为由，上奏朝廷建立车营，让大炮装上战车，以増强其机动性，并建议在登莱巡抚孙元化军营中进行试编试练，因为当时精通炮术的登莱监车道王征、登莱副总兵（一称副将）张焘和葡萄牙人公沙的西劳等人，都已经在登莱造炮练兵，具有一定的基础。
但是徐光启的这一建议，被孙元化的部将孔有德和耿仲明突然率部投降后金的背叛行为所冲破，城中备的20门西洋大炮和300多门中小型火炮尽为叛军所得。登莱县备炮之多，一方面说明其战略地位的重要，另一方面也同徐光启、孙元化对登莱海防的经营有关。
崇祯朝廷在设法购买西洋大炮等火器的同时，还命徐光启组织人员进行仿制。自崇祯三年（1630年）二月至八月，共仿制成400多门炮。
在仿制过程中，他严格要求按科学原理进行，做到工艺必精必细，并将工匠之姓名铸于炮身，以便考査和赏罚。他要求工匠保守机密，使造法“不为奸细所窥”。对于造成之炮，规定学习和使用制度。对火炮的装填和发射技术，以及望远镜和度板的使用方法等，都不可传授于无关人员。
由于他选用的工匠和炮手都十分可靠，所以制炮的质量也都有保证。自崇祯五年起，后金对明廷的军事威胁日益严重，而此时的徐光启已年老多病，天年将尽，故明廷仿制西洋火炮之事，只能聘请精通炮术的德意志传教士汤若望等人负责进行。
在松山和锦州之战期间，崇祯帝命汤若望在城中择地铸炮，并命一批太监跟班学习铸炮技术，不久即铸成20门西洋火炮，经试射，性能良好，接着又造100～1200斤的各型西洋火炮500门。由于汤若望造炮成绩优异，崇祯帝赐金匾两块，以示嘉奖，后又聘其指导和协助太监造炮。
汤若望
崇祯末年制造的火炮，在不少地方都有使用，山海关城墙上至今还陈列着当年使用过的火炮。其中有一门刻有“大明崇祯十六年，仲春吉旦铸造神威大将军一位，重五千斤”等字。炮身长266厘米，口径10厘米，口外径31厘米，炮口至火门227厘米，炮口至炮耳中轴142厘米，炮耳长12厘米，炮耳直径11厘米，尾球长18厘米。炮身各部设计科学，管长为口径的8.6倍，是当年明军安于山海关城上抗御清军进攻的精良火炮。
在明廷委派官员造炮的同时，一些地方军政官员，如两广总督王尊德和福建巡抚熊文灿等，也都曾积极仿制西洋火炮，以备*用军**。王尊德为了仿制西洋大炮，曾先后向葡萄牙人借用20门火炮作样品。仿制成350门后，向朝廷进献了175门。其中有一门重达2700多斤，中国历史博物馆存有其仿制品，现陈列于*安门天**内端门与午门之间的广场上。
山海关上的火炮
崇祯十年后，还有一些由文武官员于明朝垂危时期捐资合造的西洋火炮。石家庄市曾发现一门刻有:
崇祯戍寅岁仲夏吉旦，捐助建造红夷大炮，总督军门卢象升……
等字的火炮，表明它是由当时总督宣府（今河北宣化）、大同军务卢象升等18名文武官员，于崇祯十一年捐资所造。另外在山西省博物馆中，也收藏了与上述铭文相类似的2门红夷铁炮。由官员私人捐资造炮，一方面说明崇被朝廷财政枯竭，所铸火炮不敷使用；另一方面也说明当时军情紧急，前线将领就地捐资造炮，以为抗清之用。
据《明史・卢象升传》记载，崇祯十年（1637年），清军入墙子岭、青口山，朝廷命卢象升督天下援兵入卫。十一年，清军分三路南下，他分兵迎战。但因兵部尚书杨嗣昌、总监中官高起潜主和，故意按兵不动，十二月，卢象升被迫孤军奋战，在巨鹿（今属河北）蒿水桥之战中，炮尽矢竭，献身沙场。
中国历史博物馆藏有一门重型红夷炮，其上刻有：
明崇祯十二年仲冬吉日铸造，重伍千四百斤，饮命总督军门洪承畴，饮命总督高起潜……
从铭文可知，此炮系洪承畴、高起潜等于崇祯十二年捐资所造，现陈列于*安门天**内端门与午门之间的广场上。洪承畴虽然与其他官员捐造了重型红夷炮，但他本人并未抗清到底，在崇祯五年兵败松山，被俘后降清。
明末由徐光启等人引进的30门西洋大炮，以及组织工匠仿制的数百门西洋火炮，没有能挽回明军在关外失败的结局，反而在被后金军缴获后，给长于骑射的八旗兵插上入主中原的双翅，这是徐光启及天启、崇祯两届朝廷所不愿看到的后果。
然而从历史发展的角度来看，徐光启等人的努力并没有白费。正是由于他们的尽心竭力，才把自嘉靖年以来引进的西方火绳枪炮的制造与使用技术，推进到科学技术水平较高的发展阶段，并促进了当时传统火器的革新。这些成果在清初又得到了一定程度的运用和发展，清王朝平定“三藩之乱”和收复被沙皇俄国侵占的雅克萨时所用的红衣炮，正是利用这种技术造成的。
