就在明朝方麵，童騃驕縱的皇帝英宗，所有軍政大事，全由王振全全代理，而王振隻是一個太監，且王振確胡作非為，殘害忠良，廣植私黨。1449年當也先入侵時，王振更想利用皇帝“親征”，幸取戰功，提高個人威勢。在這樣政治渾濁的情況下，王振就掌握了戍衛京城的禁軍的全部指揮權。七月十四日下令出兵，十六日就必須啟程，行軍部署毫無成算。當時瓦剌軍侵入大同、宣府、獨石、廷慶等邊塞，明守軍節節敗逃。英宗、王振竟貿然驅使大批中央高級官員和“前軍五萬騎，吏卒私屬可五十萬人”，冒著狂風暴雨，擁出居庸關向大同進發。八月初一，到達大同。瓦剌軍暫退塞外，誘明軍深入北上。但王振等看到邊兵敗亡，橫屍滿野的慘狀，卻惶懼失措，揮軍急退。十三日退到土木堡（今懷來縣西）狼山一帶，瓦剌追兵從後麵兩路逼來，王振派兵迎敵，均敗潰；兵部尚書鄺埜三次奏請英宗突圍，均為王振所阻。十四日黎明，瓦剌軍四麵合圍，十五日瓦剌軍詐退，明英宗急派使臣去瓦剌軍營向也先講和。也先也派使臣持文書來明營，英宗命學士曹鼐草文書，派通事二人隨也先使臣去瓦剌軍營。王振立刻下令移營就水，明軍人馬饑渴，士兵爭先跳越營邊壕塹，隊伍混亂，不能停止。瓦剌騎兵忽從四麵衝來，呼嘯蹂陣而入，奮長刀猛砍明軍，大呼“解甲投刀者不殺！”明軍棄甲曳兵，裸袒蹈藉，屍體蔽野塞川。英宗與親兵乘馬突圍不得出，下馬據地盤膝麵南坐，遂被俘虜。在混戰時，扈從大臣如英國公張輔、尚書鄺埜、王佐、學士曹鼐、張益、侍郎丁鉉等高級官員五六十人都被優軍所殺。軍士棄屍數百裏。其實當時追來的瓦剌軍僅兩萬餘，而明軍五十萬人，死亡過半，騾馬二十餘萬以及衣甲、器械、輜重全被也先軍所奪。太監喜寧投降，將明朝虛實情況完全告給也先。當英宗被俘時，護衛將軍樊忠從旁用所持長錘把王振捶死，痛罵道：“我替天下誅此奸賊！”遂衝向敵軍，殺死敵方十餘個人，最後死在戰場。這一場大混戰，曆史上稱它為“士木之變”。
就在“士木之變”後，首都北京的明朝立即卷入戰場的前哨，政局空前混亂，危機四伏。皇太後和留守京城的郕王朱祁鈺急召大臣朝議。翰林侍講徐珵竟公然主張逃跑，倡言南遷金陵，可避災難，於是空氣更加惡劣，群臣都猶豫昏惑，隻知聚哭殿前。於謙厲聲斥責徐珵說：“倡議南遷者，當斬首，京師是天下的根本，一動則大勢去矣。誰不知宋朝南渡的禍患。請立刻調動四方兵勤王，誓死守衛京師。”於謙的正確主張，得到吏部尚書王直、內閣學士陳循等的同意，皇太後、郕王等慢慢地清醒過來，便把守城抗戰的責任全部交給於謙。於謙等遂即建議：
（一）調山東沿海備倭軍和漕渠運糧軍急援北京，並令全國各地起兵勤王。
（二）提前發給官兵半年的或一年的祿餉，讓他們自己到通州倉庫取米，並號召百姓參加搬運通州軍資進北京城。
（三）動員京郊居民進城，並招募新兵，優給糧銀。
（四）肅清潛藏在京城內外的間諜等敵人。
（五）從土木堡戰敗逃回的士兵，免予處分，仍要報名，各賞銀布操練守城。
（六）加強城防工事，趕造兵器，同時急運南京內庫軍器三分之二北上。八月二十一日，於謙被任做兵部尚書，當時，以於謙為首和以商輅、王竑、袁時、吳寧、王偉、朱驥等為主幹的愛國官吏一致堅決主張抗戰。於謙明確提出了“社稷（指國家）為重，君為輕”的口號，認為英宗既成瓦剌俘囚，帝位不應虛懸，遂奏請皇太後讓郕王監國。並將閹黨馬順、毛貴等箠死，王振家族全部刑斬，以平眾憤。又將閹黨郭敬等治罪。這樣，在一定程度上鎮壓了閹黨，振奮了士氣。九月六日，郕王正式登皇帝（景泰帝）位，遙尊英宗做太上皇，明朝中央政局更顯穩定。同時，於謙又選派得力將領，增補關隘，加派援軍，重新調布了長城邊防。於謙治軍，賞罰嚴明，教練有法，特別重要的是於謙把抗擊瓦剌入侵看成全國一致的神聖愛國任務，廣泛地發動人民報效殺敵，為了保衛國家，他又得了新兵，扭轉了這次的敗局，才算保證了抗戰的勝利。
他們想也先俘捉英宗以後，就想利用這個“禦駕”做招牌，用他來威脅並詐誘明朝各邊鎮開城迎降。由於於謙嚴令各將領堅守關隘，“自今瓦剌奉駕（太上皇）到，不得輕出”。因此也先擁英宗到宣府、大同等處，守將都閉門不納。九月末，瓦剌發動了第二次總攻勢。十月初，瓦剌別部三萬騎攻遼東各鎮，同時別部進犯甘肅沿邊。也先率主力軍騎兵三萬掠大同，直衝紫荊關，阿剌率二萬騎突入古北口。十月九日，也先破紫荊關，阿剌等軍從赤城南下，兩路向北京合圍。當時在北京，明朝從各地征調和新募的軍隊約二十二萬人，但有盔甲者僅十分之一。各將領地守城方略議論紛紜，多主張退軍城內，堅壁清野，以避敵鋒。於謙堅決主張必不可示弱，當列陣郊外，迎擊敵軍。他親身披擐甲胄，主持大軍，駐營德勝門外，分配防衛九門兵力，指定負責將領，誓告全軍，效忠衛國。特令“臨陣，將不顧軍先退者，斬其將，軍不顧將先退者，後隊斬前隊”，於是人人奮勇殺前，士氣奮奮昂揚。