奴儿干都司是大明王朝领土的顶峰之作。在经过朱元璋自1370年第一次北伐至1396年第八次北伐之后，大明王朝实现了在西北地区、东北地区、蒙古（北方）地区对元朝残余势力的重创。其中既有徐达对王保保的屡战屡胜，冯胜在东北地区对元朝太尉纳哈出的招降；又有大将军蓝玉在捕鱼儿海对元朝王室的致命打击，这既稳固了大明王朝的边疆，又减轻了来自北方元朝势力的威胁。
而为一个勇武好战的皇帝，在朱棣上位之后，他的开疆拓土之心不减，不仅在1406年时，利用安南与大明王朝的矛盾果断出兵，并于次年便占领安南（今越南），设置交址都指挥司、布政司等官署，实现了安南地区的又一次归于中央政权；而在云南以及缅甸、中南半岛地区，朱棣则在1406年册封缅甸南部的孟人 、 克伦人、掸人聚居地为大古剌宣慰司和底马撒宣慰司 ，进而利用三宣六慰制度，一步步的实现了对中南半岛地区的有效控制；在蒙古地区，朱棣所进行的措施便是五次北伐，至于东北地区则便是建立奴儿干都司。
1404年，朱棣下令建立奴儿干等卫所，并且相继发展到一百三十余个；在1409年，朱棣接纳当地官员忽剌修奴的建议决定将奴儿干卫所提升为奴儿干都司，1411年，奴儿干都司正式设立，奴儿干都司也成为明朝政府、朱棣朝开疆拓土的明证，奴儿干都司也成为了明朝管理黑龙江、乌苏里江流域的最高地方行政机构。
作为承继元朝“征东元帅府”的机构，奴儿干都司治所乃是奴儿干城。在奴儿干都司辖下，西起鄂嫩河，东至库页岛，北达外兴安岭，南濒日本海和图们江上游。这既包括在清朝令人闻风丧胆的“宁古塔”，又包含了今天早已是俄国领土的库页岛、海参崴等故地。有意思的一点则是，为了实现有效的统治，朱棣不仅改变了朱元璋的祖训禁绝之旨，开辟了东北亚丝绸之路；还兴建了松花江造船厂，这一点上位于吉林的阿什哈达摩崖石刻便是明证。这也一定程度上，促进了当地发展与文化交流。
正是基于这些锐意进取的措施，朱棣朝的大明版图也成为了整个明朝最为辽阔的时期，但就在朱棣在第五次北伐回归途中病逝，朱高炽、朱瞻基父子承位之后，大明王朝的领土也逐渐缩小，而奴儿干都司自然也难逃被放弃的命运。
朱高炽、朱瞻基父子，从其庙号仁宗、宣宗我们可见他们并不是昏聩之君，更是有“仁宣之治”之称。其中仁宗朱高炽，虽然只在位十个月，但基于当时的社会环境，不仅赦免了建文帝朝的众多旧臣、遗孤，这自然也包括被流放在奴儿干都司的众人，更是在军事上停止了父亲朱棣朝的大规模用兵，采纳了休养生息的政策，就在他去世之后，明宣宗朱瞻基上位，对于父亲的措施，他选择了萧规曹随，在主动选择放弃交址的同时，位于东北的奴儿干都司，也成为了他治下的弃子。
处于东北边疆地区的奴儿干都司，不仅仅是苦寒之地，需要大量的人力、物力、军队驻守，而且因为当时明朝采纳的羁縻政策，以本地首领进行自行管理，而非是汉人，中央委派，这也导致随着这些首领的进一步强大， 政令不通，阳奉阴违，甚至明目张胆的与中央作对，明宣宗朝奴儿干都司辖下的兀良哈三卫屡有犯边，便是这种管理策略之下的弊病。
虽然，朱瞻基曾通过用兵打败了兀良哈三卫，但大明王朝在奴儿干都司的统治基础也已经荡然无存。如此一来，仅仅25年，奴儿干都司便得而复失。这也间接造就了瓦剌的强盛，土木堡事变的发生，当然这些自然也是后话。