在昌平州城内，在昌平城内还有许多其它军事单位。

    在昌平北部的大山上，还有许多长城的重要关城，比如黄花城、长峪城、镇边城、横岭城、白羊城、石峡峪城等，由于这些关城是在昌平的辖区内，它们粮食、兵甲、火药的库房也相应的安置在了昌平州城内。

    每个关城都养着军马，养着军马就得吃草料，它们的草料场也在昌平城的四周。

    在昌平城东西南北四门外有各关城的演武场，唯有南门外路东演武场最大，占地有十顷，这是巩华城的演武场。

    除此之外，昌平城内还有许多其它军事单位，如总兵署、坐营游击署、左骑营、右骑营、左车营、右车营、游击署、良涿游击署、天寿山守备，除了有这些军事单位，昌平城常驻守军有马步兵，一万七千一百零八名。

    在明朝中晚期，昌平是个军事重镇，在那个时候，州城内外大街上、大道上，骑马传达命令的，赶马车拉给养的，和上演武场操练演武的各色军事人员，川流不息。

    虽然在昌平城驻有重兵，有这么多军事机构，在北部大山上有层层长城、关城，可是在嘉靖二十九年（公元1550年）八月，蒙古人“俺答部”，冲破昌平北部层层关城，还是入侵到了昌平地界，与此同时，宣化府总兵“赵国忠”带领本部兵马驰援昌平，分一部兵马于“沙河”以北护卫京师，而自带部分兵马横刀立马于“大红门”守护皇陵，当“俺答部”入寇于昌平东门外，想袭取昌平东门时，因明军早已得到信息，予先埋伏于东门外松林内，奋力杀出，“俺答部”退却，随后欲袭天寿山，因赵国忠守护于大红门，不得入之，即西窜，欲夺白羊城而逃，白羊城早有所防，紧闭城门，滚木雷石俱下，城不能夺，而后边追兵又至，“俺答部”速夺路东返，追兵截杀，俺答部溃败，死伤千余人，后出古北口逃走。

    “俺答部”八月袭拢京师的目的没有达到，在九月又派兵攻取居庸关，参将赵缜奋力守城将蒙古兵击退。

    时间过去了78年后，到1628年崇祯二年，“后金”励精图志，统一了东北各部族，改国号为清，闯关夺隘，越过昌平，入侵到德胜门下，虽然经明军奋力拼杀，将清军击退，但崇祯皇帝愈发感觉到昌平城在北京地理位置上的重要性，调河南巡抚范景文，率所部八千人，驻守昌平，崇祯七年秋天，清兵攻至宣化府，明“兵部”又召总兵“陈洪范”守居庸关，崇祯九年秋七月，清兵越过北部边疆重重防线袭取了明皇陵北部的重要山口灰岭口、贤庄口、锥石口，而复攻打昌平，巡关御使王肇坤战死，崇祯帝，更加感到昌平情势的紧迫，复派兵部侍郎张元佐镇守昌平，派内监魏国徵守天寿山（十三陵）。

    崇祯十七年，三月，李自成率军，从山西大同，过宣化，至延庆，直逼居庸关，崇祯帝之前已知时局日紧，封“唐通”为定西伯，和宦官“杜之铁”共同监守居庸关。　李自成军涌至八达岭关城前，八达岭关防守备“余希祖”，看李自成军势大，发火炮轰击，李自成军不得入八达岭关城，遂退驻岔道城，分一支奇兵东去柳沟，到得德胜口，入“高崖”山沟，翻过“高崖”西山，到得居庸关后面。

    镇守居庸关的“唐通”和宦官“杜之铁”见李自成军切断后路，前后夹击，战心俱失，献关投降。

    十二日，李自成军破居庸关到达八达岭背后，十三日，李自成军，前后夹击八达岭。八达岭守备余希祖看李自成军势大，设计刺杀李自成，未遂，而自杀。

    李自成军，遂得八达岭，李自成大军蜂拥而入八达岭，穿过居庸关，过南口包围昌平城，昌平总兵官李守鑅战死，三月十六日，包围北京城。

    而到了四月，明朝“密云”副将，率所部兵马至昌平城下，写好血书用弓箭射入昌平城中，联系城中百姓里应外合夹击