瓦剌见明朝另立了新皇帝，没有屈服讲和的意思，又大举进攻。也先挟持着明英宗，攻破紫荆关（在河北省易县西八十里），直扑北京城。
在这紧要关头，于谦召集各将领讨论对策。都督石亨主张退守城内，坚壁清野，避开敌人的锋芒，于谦则主张出城迎战。他把兵部的事情交给兵部侍郎吴宁代理，自己亲自率领军队布阵在德胜门外，准备迎击瓦剌的主力军。他激励兵士们说：“大片国土已经丧失，京城也被敌人包围，这是我们的耻辱，全体将士都应该不怕牺牲，替国家报仇雪耻！”将士们很受鼓舞，士气十分旺盛。
10月27日，瓦剌军逼近北京。于谦派高礼、毛福寿在彰义门（今广安门）外土城北迎战，杀死瓦剌军几百人。当天夜间又偷袭瓦剌军营，取得胜利。
10月29日，瓦剌军又进攻德胜门。于谦派石亨率领一部分精兵，埋伏在城外民房里，又派一小队骑兵去挑战，假装失败，诱敌深入。瓦剌军不知是计，一气儿攻到城边。于谦命令神机营用火器轰击，副总兵范广率兵冲杀过来，石亨的伏兵也杀了出来，前后夹攻，瓦剌军大败，也先的弟弟孛罗被火炮打死。瓦剌军又进攻西直门，都督孙镗在城上守军炮火的帮助下，奋勇抵挡，石亨的援军适时赶到，瓦剌军一看形势不妙，狼狈地逃走了。