大同明守軍戰敗，消息傳到北京，太監王振勸英宗親征。雖然兵部尚書鄺埜和侍郎於謙力言六師不宜輕出，但是英宗最終采納了王振的建議，下詔親征。
英宗命太監金英輔佐郕王朱祁鈺留守京師，兵部侍郎於謙留京代理部務。太監王振、英國公張輔、兵部尚書鄺埜、戶部尚書王佐及內閣學士曹鼐和張益等文武官員隨軍出征。
由於宣府和大同等地倉儲缺乏，戶部急令山西布政司及順天保定等七府原定口外交納的夏麥秋糧，抵鬥收豆，赴大同和宣府等處交納；又令太原府所屬近北州縣各起民五百名采刈秋青草。軍需還沒有準備充分，英宗便在下詔兩日後率大軍匆匆出京了。
3.鬥智鬥勇
正統十四年（公元1449年），英宗率領五十餘萬大軍從北京出發，抵達大同東北的陽和（山西陽高縣）。
實際上，在明朝大軍出京前，大同總督西寧侯宋瑛、總兵官武進伯朱冕及都督石亨，曾在陽和迎戰也先軍。
結果，明軍大敗，全軍覆滅。宋瑛和朱冕戰死，石亨單騎逃回，監軍太監郭敬伏草叢中逃脫。
英宗大軍到達陽和後，看到伏屍遍野，軍心開始渙散。
明軍抵達大同。兵部尚書鄺埜和戶部尚書王佐看到形勢對明軍非常不利，力請回師。
王振沒有聽取他們的意見。當時，也先主動北撤，誘明軍深入。王振堅持北進。
其實，不利戰報接連不斷，令完全不懂戰事的王振手足無措，他心裏非常焦躁，前方吃緊，營中又找不到人商討軍情，文武大臣一開會就隻談退兵的事情，將相離心，根本無法進行下去。
一天，前軍傳來井源等先頭部隊戰敗的消息。鎮守大同的監軍宦官郭敬悄悄告知王振說，就目前的形勢來看，已無勝望了，軍隊切不可前進。王振這才有兵馬南還的打算。
於是第二天，王振下令班師，並退到宣府。瓦刺軍追襲而來，恭順伯吳克忠、都督吳克勤率兵斷後拒敵，都戰死。
隨後，成國公朱勇和永順伯薛綬率三萬騎兵前去救援。朱勇冒險進軍，當他到達鷂兒嶺時，不幸陷入瓦剌的包圍，朱勇和薛綬二人戰死，三萬騎兵幾乎全部陣亡。
接著，英宗率軍逃到離懷來城二十裏的土木堡，那裏四麵環山、水源缺乏。
兵部尚書鄺埜認為追兵不舍，形勢危急，多次建議大軍速入懷來衛城，均被王振拒絕。鄺埜麵見英宗，奏請車駕疾驅入懷來，以保安全。王振怒斥鄺埜不知兵事，強令大軍紮營。當晚，瓦剌軍占領土木堡西北、西南要地，並控製了堡南的唯一水源，對明軍形成包圍之勢。
也先從土木堡旁的麻穀口進攻，明都指揮郭懋與瓦刺軍拒戰一夜。兩天後，也先假裝後退，派使者與明軍講和。英宗非常高興，命曹鼐起草詔書，派通事二人隨來使去也先軍營。
王振見瓦剌使者來議和，下令全軍移營覓水。饑渴難忍的軍士得令後，一哄而起，紛紛奔向河邊，人馬爭路，相互踐踏，陣勢大亂。也先乘機指揮精騎從四麵入陣。
明軍非常驚恐，完全亂了陣腳，再加上火器是臨陣配發的，士兵根本不熟悉性能，未經幾戰即全軍大潰，死傷數十萬人。
英宗與親兵想駕馬突圍，沒有成功，隻好下馬盤膝而坐，成為瓦剌的俘虜。
兩軍混戰中，明英國公張輔、駙馬都尉井源，兵部尚書鄺埜，戶部尚書王佐等五十餘人戰死，隻有大理寺右寺丞蕭維楨、禮部左侍郎楊善等人僥幸逃出。
護衛將軍樊忠憤怒地用錘捶死王振，說："吾為天下誅此賊！"
就這樣，明軍騾馬二十餘萬以及衣甲器械輜重，都為也先所得。明軍五十萬，死傷過半。
4.被捕之後
據史料記載，土木堡之後，明英宗被也先所率領的瓦剌軍捕獲。
當時，明英宗鎮靜自若，下馬盤膝麵南而坐，身邊隻剩下一個叫喜寧的太監。一個瓦剌兵過來，要脫他的衣服和鎧甲，明英宗怒斥這個士兵，堅決不給。
那個士兵非常生氣，想要加害明英宗，卻恰好被一個走過來的一個小頭目製止了。他認為此人的相貌非同凡人，於是鎮定地將他送到了賽刊王那，賽刊王是也先的弟弟。
見到賽刊王後，明英宗說："子其也先乎？其伯顏帖木兒乎？賽刊王乎？大同王乎？"
賽刊王聽到這些問話，非常吃驚，立刻騎馬去見也先，說："我的部下抓來一個非常奇怪的人，他很有可能是大明天子。"
於是，也先召來使者查證，最終確定了明英宗的身份。 也先大喜，把明英宗送到伯顏帖木兒的大營保護起來。
此時，明英宗被捕時身邊唯一的太監喜寧因為貪生怕死，已經投降了也先。
隨後，也先派遣以前明朝使臣梁貴帶著他的手書通知懷來守臣。手書中不僅提到皇帝被扣留的情況，還提出索要金銀玉帛一事。
懷來守臣收到手書後，絲毫不敢怠慢，火速派人將其送到京師，上報朝廷。
此後，京城處於一片恐慌之中，百官集於朝堂之下，散朝不退。人們私相傳舌，謠言不斷。
當天，皇太後派出使臣，用八匹馬載著貴重寶物及繡花綢錦，皇後錢氏又盡搜宮中的寶物帶上，去拜詣也先，請求他放皇帝車駕南還。不過卻沒有得到也先的答複。
此時，明朝的太皇太後已經輔佐景泰登基，將明英宗定位於太上皇。
也先看到明政局穩定，知道英宗的用處早已不如從前了，於是動了放英宗南歸的念頭。
不過，這回明廷態度冷漠，屢以瓦剌使者態度傲慢，書信言語荒謬駁之。為此，也先惱怒了，於是帶著明英宗進行了再一次的南征。
戰爭的因與果
1.有果必有因
土木堡之變，明軍擁有50萬大軍，最終卻敵不過瓦剌的三五萬騎兵，這確實是曆史所罕見的。究其原因，主要有三點：
1）指揮不當
明英宗讓一個胸無點墨、毫無軍事經驗的宦官來領導大軍，兵敗是理所當然的事情。況且，明軍的行軍路線出現了嚴重的錯誤，才會使敵人有了可乘之機。
2）軍隊的戰鬥力不高
土木堡戰爭之前，京城大軍長期沒有進行軍事演練，甚至是處於務農的狀態，士兵對於打仗非常陌生。
而且，此次出征雖然使用了新型火器，但是明軍並沒有對其進行提前演練，多數士兵不熟悉新火器的用法，沒有充分利用火器來對付騎兵。