明朝軍隊在土木堡全線崩潰後，北京朝野上下一片慌亂。皇太後為了安定人心，宣布由英宗的弟弟朱祁鈺出任監國，代理皇帝的職權。她還召集了文武大臣，共同商議對付瓦剌的辦法。有的大臣膽子小，主張南逃。兵部侍郎於謙主張全力抵抗瓦剌，得到了很多大臣們的支持。皇太後和朱祁鈺也下定了決心，堅守北京城。為了組織抗敵，穩定軍心，公元1450年9月，皇太後正式宣布，朱祁鈺即位稱帝，被俘虜的明英宗改稱太上皇。朱祁鈺就是明代宗。朝廷穩定之後，於謙重新調整兵力部署，親自率領20萬人馬駐紮到了北京城外。明軍全軍上下，一心抗敵，誓死保衛北京城。
北京保衛戰（油畫）不久，也先就率領瓦剌軍，以護送明英宗回京為借口，大舉進犯北京。於謙為了表示有進無退的決心，發出命令：在作戰中有臨陣後退或脫逃的，無論是將領還是士兵，一律處斬。也先把軍隊駐紮在北京郊外的土城後，派人偵察明軍實力。於謙以百姓的房屋做掩護，派出一些散兵迷惑敵人，引誘他們進入埋伏圈。也先見明軍人少而又分散，果然上當，立即派出一萬多人對明軍發動進攻。於謙等也先的軍隊進入埋伏圈後，一聲令下，明軍亂箭齊射，瓦剌軍死傷無數。就在這時，明朝各地前來支援北京的明軍也陸續趕到，向瓦剌軍隊發起了進攻。也先見形勢不妙，命令瓦剌軍隊撤回土城，沒想到半路遭到明軍追阻，隻好向南轉移，途中又遇到明朝火槍隊阻擊，損失更為慘重。經過了這次戰役，瓦剌軍的形勢急轉直下，而明軍則士氣大振，加強了戒備。後來，也先又組織軍隊發動幾次進攻，都遭到了明軍的奮勇抗擊。
也先遭到嚴重損失，不敢再戰，就帶著明英宗和剩下的殘兵敗將撤退了。他知道扣住明英宗也沒有用處，就把明英宗放回了北京。於謙領導的北京保衛戰終於取得了輝煌的勝利。