景帝即位后，倚信于謙等，積極籌劃抗御瓦剌。

九月初七日，于謙推薦遼東都指揮范廣為副總兵，協(xié)助石亨佐理京營(yíng)。大同總兵劉安擅離職守，進(jìn)京求封賞，被群臣彈劾禁錮。

十五日，景帝依于謙薦，任命固守大同的副總兵都督同知郭登佩征西將軍印為總兵官，鎮(zhèn)守大同。隨后，又依于謙議，命監(jiān)察御史白圭、李賓等十五人，往直隸、山東、山西、河南各府縣招募民壯，就衛(wèi)所操練，聽(tīng)調(diào)策應(yīng)。

十月初一日，也先和脫脫不花率領(lǐng)瓦剌軍挾明英宗至大同，被郭登拒絕。也先繞過(guò)大同南進(jìn)。前哨精騎二萬(wàn)于初三日抵紫荊關(guān)北口，另一路瓦剌軍從古北口南進(jìn)，過(guò)洪州堡進(jìn)攻居庸關(guān)，轉(zhuǎn)攻白羊口(居庸關(guān)西南)。初八日攻破白羊口，明守將謝澤戰(zhàn)死。

明廷接到郭登的戰(zhàn)報(bào)，京師戒嚴(yán)。初五日詔諸王派兵入衛(wèi)。初八日，命于謙提督各營(yíng)軍馬，將士皆受節(jié)制，劉安協(xié)守京師。分遣諸將率軍二十二萬(wàn)列陣于京師九門(mén)外：總兵官石亨副總兵范廣、武興列陣于德勝門(mén)，都督陶瑾于安定門(mén)，廣寧伯劉安于東直門(mén)，武進(jìn)伯朱瑛于朝陽(yáng)門(mén)，都督劉聚于西直門(mén)，副總兵顧興祖于阜成門(mén)，都指揮李端于正陽(yáng)門(mén)，都督劉德新于崇文門(mén)，都指揮楊節(jié)于宣武門(mén)，皆受石亨節(jié)制。于謙親至德勝門(mén)石亨軍營(yíng)，抵御瓦剌的主攻部隊(duì)。

初九日下令“有盔甲軍士但今日不出城者斬”(《英宗實(shí)錄》卷一八四)。各軍至城外部署完畢后，即關(guān)閉城門(mén)，以示背城死戰(zhàn)的決心。又下令“臨陣，將不顧軍先退者，斬其將;軍不顧將先退者，后隊(duì)斬前隊(duì)”(《明史·于謙傳》)。于謙躬擐甲胄，率先士卒，以忠義諭三軍，人人感奮。

初九日，也先抵紫荊關(guān)，督促瓦剌軍攻關(guān)。投降瓦剌軍的明宦官喜寧引瓦剌軍由山間小路越過(guò)山嶺，腹背夾攻關(guān)城，守備都御史孫祥、都指揮韓清戰(zhàn)死，紫荊關(guān)被攻破。瓦剌軍由紫荊關(guān)和白羊口兩路進(jìn)逼北京。十月十一日，抵北京城下，列陣西直門(mén)外，將明英宗幽禁在德勝門(mén)外空房?jī)?nèi)以為要挾(袁彬《北征事跡》)。都督高禮、毛福壽襲擊瓦剌軍于彰義門(mén)北，殺敵數(shù)百人，奪還所掠千余人。喜寧向也先建策，要明臣出迎英宗。明廷以通政使參議王復(fù)、中書(shū)舍人趙榮到也先營(yíng)見(jiàn)英宗。也先對(duì)王復(fù)等說(shuō)：“爾小官，可令胡濙、于謙、王直、石亨、楊善等來(lái)”。

瓦剌軍散騎到德勝門(mén)窺探明軍陣勢(shì)。于謙知瓦剌軍將攻德勝門(mén)，命石亨伏兵于道路兩側(cè)空房中。瓦剌軍來(lái)攻，明軍佯為敗退，瓦剌萬(wàn)余騎追來(lái)，明軍神機(jī)營(yíng)的火炮、火銃齊發(fā)，石亨伏兵突起夾攻。副總兵范廣，躍馬陷陣，部下奮勇作戰(zhàn)。瓦剌軍大敗，也先弟平章孛羅卯那孩，被火炮擊斃。瓦剌軍轉(zhuǎn)至西直門(mén)進(jìn)攻，明守將都督孫鏜率軍迎戰(zhàn)，斬瓦剌軍前鋒數(shù)人，瓦剌軍北退，孫鏜率軍追擊，瓦剌軍增兵合圍，孫鏜退到城邊。給事中程信在城上發(fā)炮轟擊瓦剌軍，高禮、毛福壽率兵來(lái)助戰(zhàn)，石亨也派兵來(lái)援，瓦剌軍三面受敵，被迫退去。

瓦剌軍自德勝門(mén)和西直門(mén)退走后，又在彰義門(mén)進(jìn)攻。于謙命副總兵武興、都督王敬、都指揮王勇率軍迎戰(zhàn)。以神銃列于前，弓矢短兵次之，挫敗了瓦剌軍的前鋒。明后軍陣亂，瓦剌軍乘勢(shì)反擊，武興中流矢死。瓦剌軍追到土城，當(dāng)?shù)鼐用竦俏萏?hào)呼，投磚石阻遏瓦剌軍。王竑、毛福壽軍趕來(lái)支援，瓦剌軍撤退。

明軍抗御瓦剌，屢獲勝利，士氣旺盛。進(jìn)攻居庸關(guān)的五萬(wàn)瓦剌軍，也被守將羅通擊退，羅通三次出關(guān)追擊，斬獲甚眾。也先得知各地援軍將集，于十五日夜拔營(yíng)北撤。于謙命石亨等舉火發(fā)火炮轟其營(yíng)，瓦剌軍死者萬(wàn)余人。也先自良鄉(xiāng)西退，沿途大掠，在昌平焚毀皇陵寢殿。十七日，也先擁明英宗由紫荊關(guān)北退。

昌平伯楊洪自宣府率兵二萬(wàn)入援京師，受命與孫鏜、范廣軍追擊瓦剌。二十四日楊洪追至霸州，敗瓦剌軍，俘擄敵軍四十八人，奪還被擄人口萬(wàn)余。二十五日，孫鏜、范廣追敗瓦剌軍于固安。到十一月初八日，瓦剌軍全部退至塞外，京師解嚴(yán)。景帝、于謙領(lǐng)導(dǎo)的守御京師之戰(zhàn)取得了勝利。