對他的意見，明代宗全都認真地接納了，十月，敕令于謙提督各營軍馬，而也先挾持著英宗攻破紫荊關直入，進窺京師。
石亨建議收兵固守使敵兵勞累衰竭，于謙不同意，說：
“為什么向敵人示弱，使敵人更加輕視我。”
馬上分別調遣諸將帶領二十二萬兵士，在九門外擺開陣勢：
都督陶瑾在安定門，廣寧伯劉安東直門，武進伯朱瑛朝陽門，都督劉聚西直門，鎮遠侯顧興祖阜成門，都指揮李端正陽門，都督劉得新崇文門，都指揮湯蘆宣城門，而于謙自己和石亨率領副總兵范廣、武興在德勝門外列陣，抵擋也先。
把兵部的事交給了侍郎吳寧，把各城門全部關閉，自己親自督戰并下令：
臨陣將領不顧部隊先行退卻的，斬將領，軍士不顧將領先退卻的，后隊斬前隊。
于是將士知道必定要死戰，都聽命令，副總兵高禮、毛福壽在彰義門北面抵擋敵人，俘虜了一個頭目。
明代宗高興，令于謙選精兵聚集在教場，以便調動，再命太監興安、李永昌同于謙一起管理軍務。
當初，也先部隊深入，以為早晚就可以攻下京城，及至見到明朝官軍嚴陣以待，有些喪氣。
叛變了的宦官喜寧教唆也先邀明朝大臣迎接上皇，索取黃金和絲織品以萬萬計，又邀于謙及王直、胡濙等出城談判。
明代宗不準許，也先更加沮喪，庚申，也先部隊窺伺德勝門，于謙令石亨率神機營在空屋里設下埋伏，派幾個騎兵引誘敵人。
敵人用一萬騎兵逼近，副總兵范廣發射火藥武器，伏兵一齊起來迎擊。
也先的弟弟孛羅，平彰卯那孩被炮打死，也先部隊轉移到西直門，都督孫鏜抵御他，石亨亦分了部分兵力來到，敵寇撤退。
副總兵武興在彰義門攻打敵軍，和都督王敬一起挫敗了也先的前鋒。
敵軍正要退卻，而幾百個騎著馬的宦官想爭功，沖馬爭著向前，陣腳亂了，武興被亂發的箭射死。
寇兵趕到土城，居民爬上屋頂，呼喊著用磚石投擲敵人，喧聲震天，王竑和福壽的援兵趕到，敵軍于是撤退。
相持了五天，也先邀談不成，作戰又失利，知道不可能達到目的，又聽說各地勤王的部隊馬上要開到，恐怕截斷了他的歸路，于是擁著英宗由良鄉向西去。
于謙調各將領追擊，到居庸關才回來，評功加于謙少保、總督軍務，于謙說：
“四郊多保壘，是卿大夫的恥辱，怎么敢求取賞賜功勞呢！”
堅決推辭，明代宗不準，于是增兵守真定、保定、涿州、易州等府州，請求用大臣鎮守山西，防止敵寇南侵。
公元1450年三月，總兵朱謙奏稱敵兵三萬圍攻萬全，敕令范廣擔任總兵官抵御敵軍。
不久敵寇退，于謙請求即駐兵居庸關，敵寇來則出關剿殺，敵寇退則回京師駐守，大同參將許貴奏北面有三個人到鎮上，想朝廷派使者講和。