有个词叫中流砥柱，就是形容于谦这样的勇于担当的人！
正统十四年（1449年）八月十七日，土木堡战败的消息传入北京，京师大震。次日，皇太后命令明英宗的弟弟郕王，也就是后来的明景泰帝朱祁钰监国。在最初的慌乱过程中，明国的中央并没有很快的完成统一的决策。郕王命令群臣商议战守方略，侍讲徐珵夜观星象，认为星象有变，京师应当南迁。就在大家莫衷一是的时候，于谦厉声呵斥道：“言南迁者，可斩也！”接着于谦又请取两京、河南备操军，山东及南京沿海备倭军，江北及北京诸府运粮军，亟赴京师。自此“人心稍安”，随后于谦被任命为兵部尚书。
于谦被任命为兵部尚书，是正统“土木堡之变”的一个转折点，同时也是明帝国掌握战争主动权的开始。其实如果当时明国南迁，则正中瓦剌的计谋。因为根据《明实录》记载，当时的也先确实有攻占北京之意：“大同总兵官都督同知郭登奏：送自虏中还者白叵罗至京，言也先会众议云：‘北京已立皇帝。要领人马来交战。终无讲和之意。我今调军马再去相杀。令彼南迁，与我大都。’”
可以看出，也先其志不小。当他得知明帝国毫无讲和意图以后，当即调集兵马，打算“再去相杀”，迫使明国南迁，恢复故元大都。
自土木堡之战以后，也先认为明军皆不足惧，认为主力在土木堡被消灭，明国京城旦夕可破。于是不顾攻打紫荆关后士卒疲惫，需要休整，竟然两日急行二百公里。让瓦剌铁骑人困马乏，军队士气受到很大影响。当疲惫的也先部看到严阵以待的明军时，士气更为低落。针对这种情况，“叛阉”内官喜宁唆使也先让明国大臣前来迎驾，索金帛以万万计，复邀于谦及王直、胡濙等出议。但是明帝国只派遣官职低微的王复、赵荣朝见明英宗，以示绝不妥协之意，“也先气益沮”。和谈的可能彻底破裂，战争不可避免地开始了。也先开始通过紫荆关向北京方向集结主力。
土木之变后，整个北京城除了负责防卫的一万多京军，根本没有其他兵力。所以保卫北京城的根本在于时间。于谦需要在短时间内马上调外地军队入京，瓦剌也先也知道这一点，他们也要加速进攻北京，在勤王军队未赶到的情况下，拿下北京城。这实际是一场时间之争。从七月十六土木堡兵败，到八月十六也先进军北京。于谦只有一个月时间调兵和布置防卫。
但是北京附近也没什么像样的军队，能打仗的不能打仗的，基本是个兵，都调了。重组京军三大营为九营、调南京守卫军、调河南被操军、调山东备倭军、调江北诸府运粮军、并调浙江新兵全部急行军进京。但是这还不够，这些部队只能够防卫，还根本不能对瓦剌形成威慑力。
于谦又迅速派出15名监察御史前往京畿、山东、山西、河南紧急招募兵员，应急训练。武器装备更是严重不足，于谦一面令工部停下所有制造任务全部赶制兵器，一面调南京兵器武备库126万件兵器入京。甚至派人到土木堡收集溃败的兵器，合计收集头盔5000余顶、盔甲5000余件、火枪11000余杆、火铳20000多只、火炮800余门等等。甚至令被调部队自带或到通州自取干粮，发动京城内所有工匠修筑城墙。还传令周围各县、河北、山西百姓拿起武器抗击、断瓦剌退路。
十月十三日，北京保卫战正式开始。战斗首先现在德胜门外打响。也先军先以小股骑兵窥探德胜门，于是于谦在德胜门外两旁空房内设伏，并先派遣数骑迎战，佯装败走，诱敌深入。也先军中计，派遣万余骑兵直追，此时道路两侧空房内伏兵骤起，击发神炮火器，也先骑兵力不能敌，于是撤出德胜门。德胜门之战虽然击退也先军，但是明显没有对瓦剌造成巨大的杀伤。因为瓦剌在撤出德胜门以后，马上南下至西直门。孙镗前往抵抗，甚至手刃瓦剌前锋数人。此后也先军佯装北向，结果孙镗中了也先军的计谋，追了出去。随后瓦剌增兵包围孙镗，孙镗力不能敌，且战且退，重新退到西直门，想要入城。但当时守城官程信严守于谦的命令，决不许孙镗入城，只是命令城头守军发箭砲协助孙镗。无语凝噎的孙镗只得抱着必死成仁的决心与瓦剌军死斗，但是俗话说天无绝人之路，最终高礼和毛福寿前往救援，不久石亨也分兵救援，瓦剌于是退兵。
十月十五日，王敬、武兴率领部众列阵与也先军战于彰义门。武兴以神铳列于前，弓矢短兵次之，报效内官数百骑列于后。太监亦骑马上阵，可见明军临时拼凑队伍的组成成分。也先军到来后，明军以神铳轰退了也先军。不料敌军刚一后退，内官报效者为了争夺战功，纷纷跃马而出。临时征募的内官队伍漫无军纪，对明军造成了致命的伤害。因为报效内官骑兵的乱冲，也先军见有机可乘，乘势杀回。明军大败，被瓦剌军一路追逐至土城下，都督武兴中箭战死。在紧要关头，王竑与毛福寿急忙来援，也先军眼见无力攻下北京，明军勤王大军又渐渐接近京师，也先军不得已最终率军退出北京地区。