万历二十年初征朝鲜参加闻名世界的“壬辰抗倭援朝战争”，以其抗倭成就名震朝鲜，日本两国。初次入朝随同祖承训，李如松连两次收复平壤。碧蹄馆之战炮毙倭将立花宗茂。中日议和后返回辽东战功不断。万历二十四年再次入朝抗倭，统率明朝联军于南原之战抵御六万日军十余日为明军反击赢得时间。次年追随杨镐参加第一次蔚山城之战。攻破敌城时身受重伤，返回抚顺修养。同年从数万鞑靼骑兵之中救出辽东总兵李如松，积功沈阳卫参将。万历二十五随同李如松第三次入朝，大败敌将加藤清正。万历二十七年随刘挺平播州之乱，后加官为辽东副总兵。
万历二十九年因上书要求福王其按祖制离京赴封地居住，被神宗贬到福建。其后多次击败倭寇与东番，万历三十年因为弗朗机人在苏禄现在的菲律宾屠杀华人，率兵远征海外。得胜后继续在东南沿海抗击荷兰人和倭寇的入侵，积功为浙江海防参将。万历四十年辽东总兵麻贵称病乞求辞职，重返辽东接任辽东总兵，其后多次抵御林丹汗和奴儿哈赤的进犯。万历四十三年“梃击案”发生，上书弹劾郑贵妃被神宗再次贬为庶民。万历四十四年李如松去世，重新被启用为辽东总兵。四十六年奴儿哈赤以七大恨起兵，率兵与老奴在抚顺关血战十余日，老奴损兵折将且未得寸土，不得不退兵，本人却被弹劾妄起边事不升反降。
万历四十七年萨尔浒大败后，临危受命再次升任总兵，此后几年为大明朝抵御东奴，屡败屡战，天启年间开创东江镇。后因上书为熊廷弼和东林六君子鸣冤，开罪魏忠贤。天启五年被诬陷为叛逆，逃往朝鲜，丁卯之役率兵击败阿敏又一次帮助朝鲜免于亡国。
崇祯元年平反升为辽东总兵官，己巳之变大破黄太吉，此役之后满清小儿习武偷懒者，其父母只要吓唬说：“丁阎王来了，丁阎王来了！”孩童就没有偷懒的了。崇祯四年大凌河之战再败皇太极，其后入关平贼，崇祯十二年松锦之战斩杀清酋黄太吉。其后为大明东征西讨。崇祯二十年去世，死后加封擎国公追赠太师。被称为崇祯中兴五虎将之一，位列第一。
丁守明善于练兵，其部将毛文龙，祖大寿，曹文诏三人封伯。马旷，刘招孙，祖宽，金凤武，周遇吉，左良玉，刘泽清，戚金，马祥麟，祖大乐，曹变姣，吴襄，吴三桂十四人担任过总兵。游击以上将领有七十二人之多。其长子丁其忠战死与抚顺，次子丁其孝在萨尔浒之战掩护大军撤退被后金兵马乱剑砍死，三子丁其理死守开远死于乱箭之下。夫人李如柳，四子丁其义，五子丁其廉铁岭失陷时死守李家祖宅，殉城而死。其唯一的孙子丁业国，己巳之变战死，一门忠烈。之后崇祯帝不忍忠良无后，下旨过继其一族子继承爵位。