瓦剌军在德胜门和西直门受挫后，又在彰义门策动打击。于谦命武兴、王敬、王勇率军迎战瓦剌军。明军神铳、弓矢、短兵前后接踵，挫败了敌军的前锋。但明军本身也乱了方阵，瓦剌军乘机反击，明军败退，武兴中流矢死。瓦剌军追到土城，土城一带的住民掷砖投石，隔绝了瓦剌军的打击。明救兵赶到，瓦剌军仓促逃脱。
而打击居庸关的5万瓦剌军，因气候酷寒，明守将罗通打水灌城，墙壁结冰，瓦剌军没法打击。颠末7天的战役，瓦剌军的打击均被击退。罗通三次出关追击，斩敌无数。也先又听申明救兵将集，恐断其归路，遂于十月十五日夜命令北退。于谦命明军乘胜追击，二十四日、二十五日明军在霸州(今河北霸县)、固安等地大败瓦剌军。至十一月初八日，瓦剌军退出塞外，京师得救。京师保卫战获得了光辉的胜利。
初九，也先抵紫荆关亲身督战。投降瓦剌军的明朝寺人喜宁熟知紫荆关关防摆设，指导瓦剌军偷越山岭，腹背夹攻关城，守将韩青、孙祥战死，紫荆关被攻破。瓦剌军便由紫荆关和白羊口两路进逼北京。
十月十一日，瓦剌军到达北都城下，布阵西直门外，把英宗置于德胜门外空房内，诡计迫使明军献城。于谦暂隐主力，采取小部兵力到处攻击，搅乱敌军。当天早晨，高礼、毛福寿在彰义门北迎击瓦剌军，杀敌数百人，军威大振，迫使瓦剌军不敢冒然打击。也先采取喜宁的建议，借媾和诱于谦等人前去迎驾，乘机擒获，明军将无首而溃。于谦一方面派王复、赵荣去瓦剌虎帐进见英宗，另一方面针对朝廷有些人想媾和的心机提呈现在尽管备战，其他一概不闻。也先媾和的诡计没有得逞。
于谦，明钱塘(今浙江杭州)人，字廷益，号节庵。永乐进士，宣德初授御史，曾随宣宗弹压汉王朱高煦之叛。出按江西，颂声满道。宣德五年(1430年)，以兵部右侍郎巡抚河南、山西。正统十一年(1446年)遭王振等毒害下狱论死，后因两省百姓官吏乃至藩王力请复任。十四年土木之变，明英宗被瓦剌俘获，他力排南迁之议，坚请恪守，进兵部尚书。代宗立，整饬兵备，摆设关键，亲身督战，率师二十二万，布阵北京九门外，破瓦剌之军。加少保，总督军务。也先挟英宗逼和，他以社稷为重君为轻，不准。也先以无隙可乘，被迫开释英宗。英宗既归，仍以和议难恃，择京军精锐分十团营练习，又遣兵出关屯守，边疆以安。当时朝野多事，乃独运征调，悉合机宜，号令明审，片纸行万里外无不惕息。他忧国忘身，口不言功，自奉俭省，所居仅蔽风雨，但性固朴直，颇遭众忌。天顺元年(1457年)英宗复辟，石亨等诬其谋立襄王之子，被杀。
正统十四年(公元1449年)初，也先遣使2000人向明朝贡马，诈称3000人，企图冒领赏物。明廷按实际人数给赏，并减少了马价。也先闻悉大怒。七月，也先率领所部打击明朝，本身带领人马攻打大同。当时明朝寺人王振擅权，他挟英宗仓促亲征。八月初，英宗带领50万雄师前去大同迎战。刚至大同，王振传闻各路军马接连失利，仓猝退兵至四周环山的土木堡(今河北怀来境内)，被也先追至，从征官员和兵士死伤过半，英宗被俘，史称“土木堡之变”。