对他的意见，明代宗全都认真地接纳了，十月，敕令于谦提督各营军马，而也先挟持着英宗攻破紫荆关直入，进窥京师。
石亨建议收兵固守使敌兵劳累衰竭，于谦不同意，说：
“为什么向敌人示弱，使敌人更加轻视我。”
马上分别调遣诸将带领二十二万兵士，在九门外摆开阵势：
都督陶瑾在安定门，广宁伯刘安东直门，武进伯朱瑛朝阳门，都督刘聚西直门，镇远侯顾兴祖阜成门，都指挥李端正阳门，都督刘得新崇文门，都指挥汤芦宣城门，而于谦自己和石亨率领副总兵范广、武兴在德胜门外列阵，抵挡也先。
把兵部的事交给了侍郎吴宁，把各城门全部关闭，自己亲自督战并下令：
临阵将领不顾部队先行退却的，斩将领，军士不顾将领先退却的，后队斩前队。
于是将士知道必定要死战，都听命令，副总兵高礼、毛福寿在彰义门北面抵挡敌人，俘虏了一个头目。
明代宗高兴，令于谦选精兵聚集在教场，以便调动，再命太监兴安、李永昌同于谦一起管理军务。
当初，也先部队深入，以为早晚就可以攻下京城，及至见到明朝官军严阵以待，有些丧气。
叛变了的宦官喜宁教唆也先邀明朝大臣迎接上皇，索取黄金和丝织品以万万计，又邀于谦及王直、胡濙等出城谈判。
明代宗不准许，也先更加沮丧，庚申，也先部队窥伺德胜门，于谦令石亨率神机营在空屋里设下埋伏，派几个骑兵引诱敌人。
敌人用一万骑兵逼近，副总兵范广发射火药武器，伏兵一齐起来迎击。
也先的弟弟孛罗，平彰卯那孩被炮打死，也先部队转移到西直门，都督孙镗抵御他，石亨亦分了部分兵力来到，敌寇撤退。
副总兵武兴在彰义门攻打敌军，和都督王敬一起挫败了也先的前锋。
敌军正要退却，而几百个骑着马的宦官想争功，冲马争着向前，阵脚乱了，武兴被乱发的箭射死。
寇兵赶到土城，居民爬上屋顶，呼喊着用砖石投掷敌人，喧声震天，王竑和福寿的援兵赶到，敌军于是撤退。
相持了五天，也先邀谈不成，作战又失利，知道不可能达到目的，又听说各地勤王的部队马上要开到，恐怕截断了他的归路，于是拥着英宗由良乡向西去。
于谦调各将领追击，到居庸关才回来，评功加于谦少保、总督军务，于谦说：
“四郊多保垒，是卿大夫的耻辱，怎么敢求取赏赐功劳呢！”
坚决推辞，明代宗不准，于是增兵守真定、保定、涿州、易州等府州，请求用大臣镇守山西，防止敌寇南侵。
公元1450年三月，总兵朱谦奏称敌兵三万围攻万全，敕令范广担任总兵官抵御敌军。
不久敌寇退，于谦请求即驻兵居庸关，敌寇来则出关剿杀，敌寇退则回京师驻守，大同参将许贵奏北面有三个人到镇上，想朝廷派使者讲和。