也先亲率进攻大同。也先进攻大同的一路，“兵锋甚锐，大同兵失利，塞外城堡，所至陷没”（明史纪事本末卷32土木之变）。大同参将吴浩战死于猫儿庄。大同前线的败报不断传到北京，明英宗朱祁镇在王振的煽惑与挟持下，准备亲征。兵部尚书邝埜和侍郎于谦“力言六师不宜轻出”，吏部尚书王直率群臣上疏劝谏，但英宗偏信王振，一意孤行，执意亲征。7月16日，英宗和王振率50余万大军从北京出发，由于组织不当，一切军政事务皆由王振专断，随征的文武大臣却不使参预军政事务，军内自相惊乱。19日出居庸关，过怀来，至宣府。8月1日，明军进到大同。也先为诱明军深入，主动北撤。王振看到瓦剌军北撤，仍坚持北进，后闻前方惨败，则惊慌撤退。本欲使英宗于退兵时经过其家乡蔚州“驾幸其第”，显示威风；又怕大军损坏他的田园庄稼，故行军路线屡变。至宣府，瓦剌大队追兵追袭而来，明军3万骑兵被“杀掠殆尽”。13日，狼狈逃到土木堡，瓦剌军已紧逼明军。土木堡地高无水，将士饥渴疲劳，仓猝应战。瓦剌军四面围攻，骑兵蹂阵而入，挥长刀砍杀明军，“大呼解甲投刀者不杀”。于是明军士兵“裸袒相蹈藉死，蔽野塞川。”朱祁镇与亲兵乘车突围，不得出，被俘。随征大军几乎全部战死，王振被护卫将军樊忠以棰棰死。明50万大军，“死伤过半”。这次战役，明史上称为“土木之败”。这次大败影响深远，成为明王朝由初期进入中期的转折点。
此一战役，明军死伤数十万，文武官员亦死伤五十余人。英宗被俘消息传来，京城大乱。廷臣为应急，联合奏请皇太后立郕王即皇帝位。皇太后同意众议，但郕王却推辞不就。文武大臣及皇太后正在左右为难之时，英宗秘派使者到来，传口谕命郕王速即帝位。郝王于九月初六登基，是为景帝，以第二年为景泰元年，奉英宗为太上皇。瓦剌俘虏明英宗，便大举入侵中原。并以送太上皇为名，令明朝各边关开启城门，乘机攻占城池。十月，攻陷白羊口、紫荆关、居庸关，直逼北京。
也先大兵逼近北京城，势不可挡，明朝廷惶惶不安，有大臣提出南迁都城。兵部侍郎于谦极力反对迁都，要求坚守京师，并诏令各地武装力量勤王救驾。随后，调河南、山东等地军队进京防卫，于谦主持调通州仓库的粮食入京，京师兵精粮足，人心稍安。正统十四年（公元1449年）十月初六，也先挟持英宗入犯北京，京城告急，北京保卫战开始。
明景帝让于谦全权负责守战之事。于谦分遣诸将率兵22万，于京城九门之外列阵，并亲自与石亨在德胜门设阵，以阻敌人前锋。十三日，于谦派骑兵引诱也先，也先率数万众至德胜门时，明朝伏兵冲出，神机营火器齐发，将也先兵马击溃。也先又转攻西直门，城上守军发箭炮反击，也先又败。京师之围解除。
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关于于谦
1398年5月13日─1457年2月16日），汉族。字廷益，浙江钱塘人，明朝名臣，民族英雄。七岁的时候，有个和尚惊奇于他的相貌，说：“这是将来救世的宰相呀。”永乐十九年，于谦考中了进士。
宣德初年，任命于谦为御史。奏对的时候，他声音洪亮，语言流畅，使皇帝很用心听。顾佐任都御使，对下属很严厉，只有对于谦客气，认为他的才能胜过自己。护从皇帝驻扎在乐安时，高煦出来投降，皇帝让于谦口头数说他的罪行。于谦义正词严，声色俱厉。高煦伏在地上战保，自称罪该万死。皇帝很高兴。班师回朝北京，给于谦赏赐和各大臣一样。
于谦外出巡按江西，昭雪了被冤枉的几百个囚犯。他上疏奏报陕西各处官校骚扰百姓，诏令派御史逮捕他们。皇帝知道于谦可以承担重任，当时刚要增设各部右侍郎为直接派驻省的巡抚，于是亲手写了于谦的名字交给吏部，越级提升为兵部右侍郎，巡抚河南、山西。于谦到任后，轻装骑马走遍了所管辖的地区，访问父老，考察当时各项应该兴办或者革新的事，并立即上疏提出。一年上疏几次，稍有水旱灾害，马上上报。
正统年间，宦官王振专权，作威作福，肆无忌惮地招权纳贿。百官大臣争相献金求媚。每逢朝会期间，进见王振者，必须献纳白银百两；若能献白银千两，始得款待酒食，醉饱而归。而于谦每次进京奏事，从不带任何礼品。有人劝他说：‘您不肯送金银财宝，难道不能带点土产去？‘于谦潇洒一笑，甩了甩他的两只袖子，说：‘只有清风。‘还特意写诗入京以明志：
手帕蘑菇与线香，本资民用反为殃。
清风两袖朝天去，免得闾阎话短长！
‘两袖清风‘的成语就是这样来的。闾阎就是里巷的意思，此句的意思是免得被人说长道短。此诗写成后远近传诵，为一时佳话。于谦如此不阿，自然引起了宦官王振的极度不满。
正统六年，于谦上疏说：“现在河南、山西各自储存了数百万谷物。请于每年三月，令各府州县上报缺粮的贫困户，把谷物分发给他们。先给菽秫，再给黍麦，再次给稻。等秋收后还给官府，而年老有病和贫穷无力的，则免予偿还。州县吏员任满应该提升时，储存预备粮达不到指标的，不准离任。并命令监察官员经常稽查视察。”下诏令照此执行。河南靠近黄河的地方，常因水涨冲缺堤岸。于谦令加厚防护堤，计里数设置亭，亭有亭长，负责督促修缮堤岸。又下令种树、打井，于是榆树夹道，路上没有干渴的行人。大同单独远在边塞之外，巡按山西的人难于前往，奏请另设御史管理。把镇守将领私自开垦的田全部收为官屯，用以资助边防经费。他的威望恩德遍布于各地，在太行山的盗贼都逃跑或隐藏起来。在职九年，升任左侍郎，领二品官的棒禄。
当初，杨士奇、杨荣、杨溥主持朝政，都很重视于谦。于谦所奏请的事，早上上奏章，晚上便得到批准，都是“三杨”主办的。但于谦每次进说商议国事时，都是空着口袋进去，那些有权势的人不能不感到失望。到了这时，“三杨”已经去世，太监王振掌权，正好有个姓名和于谦相似的御史，曾经顶撞过王振。于谦入朝，推荐参政王来、孙原贞代替自己。通政使李锡逢迎王振的指使，弹劾于谦因为长期未得晋升而不满，擅自推举人代替自己。把他投到司法部门判处死刑，关在狱中三个月。后来王振知道搞错了，把他放出来，降职为大理寺少卿。山西、河南的官吏和百姓俯伏在宫门前上书，请求于谦留任的人数以千计，周王、晋王等藩王也这样上言，于是再命于谦为巡抚。当时的山东、陕西流民到河南求食的，有二十余万人，于谦请求发放河南、怀庆两府积储的粟米救济。又奏请令布政使年富安抚召集这些人，给他们田、牛和种子，由里老监督管理。前后在任共十九年，他父母去世时，都让他回去办理丧事，不久便起用原职。
正统十三年，于谦被召回京，任兵部左侍郎。第二年秋天，也先大举进犯，王振挟持皇帝亲征。于谦和兵部尚书邝埜极力劝谏，不听。邝埜跟随皇帝管理军队，留于谦主持兵部的工作。待到明英宗在土木堡被俘，京师大为震惊，大家都不知道该怎么办。郕王监国，命令群臣讨论作战和防守的方略。侍讲徐珵说星象有变化，应当迁都南京。于谦厉声说：“主张南迁的，该杀。京师是天下的根本，一摇动则国家大计完了，难道没有看见宋朝南渡的情况吗！”郕王肯定了他的说法，防守的决策就这样定下来了。当时京师最有战斗力的部队、精锐的骑兵都已在土木堡失陷，剩下疲惫的士卒不到十万，人心震惊惶恐，朝廷上下都没有坚定的信心。于谦请郕王调南北两京、河南的备操军，山东和南京沿海的备倭军，江北和北京所属各府的运粮军，马上开赴京师，依然策划部署，人心稍为安定。于谦立即被升为兵部尚书。
郕王暂代皇帝出朝，廷臣们请求将王振灭门九族。而王振的党羽叫马顺的，便出来斥责言官。于是给事中王竑在明廷上打马顺，大家都跟着他。朝上秩序大乱，卫卒声势汹汹。郕王害怕得要起来走开，于谦推开众人走上前去扶住郕王不要起来，而且告诉郕王宣谕说：“马顺等有罪该死，不予追究。”大家才安定下来。于谦的袍袖因此全部撕裂。退出左腋门，吏部尚书王直握着于谦的手叹道：“国家正在倚赖你呢，今天虽然一百个王直又有什么作用！”当时，上下的人都依赖重视于谦，于谦亦毅然把国家的安危视为自己的责任。
当初，大臣担忧国家没有君主，太子年幼，敌寇将至，请皇太后立郕王为皇帝。郕王一再害怕地推辞。于谦大声说：“我们完全是为国家考虑，不是为个人打算。”郕王于是受命。九月，郕王即帝位为景帝，于谦进去回答问话，情绪激昂地哭着说：“敌寇得意，留住了皇上。必然轻视中国，长驱南下。请命令各边境的守臣竭力防守遏制。京营士兵的器械快要用完了，需要马上分道招募民兵，令工部制造器械盔甲。派遣都督孙镗、卫颖、张辄、张仪、雷通分兵据守九门重要的地方，军队驻扎在外城的外面。都御史杨善。给事中王竑亦参与这些事，迁徙外城附近的居民进入城内。储存在通州的粮食，令官军自己去支领，用装足的米作为代价，不把粮食留给敌人。文臣像轩倪这样的人，应该用为巡抚。武臣像石亨、杨洪、柳博这样的，应该用为将帅。至于军队里面的事情，我自己承担，没有成效就判我的罪。”对他的意见，皇帝全都认真地接纳了。
十月，敕令于谦提督各营军马。而也先挟持着上皇（英宗）攻破紫荆关直入，进窥京师。石亨建议收兵固守使敌兵劳累衰竭。于谦不同意，说：“为什么向他示弱，使敌人更加轻视我。”马上分别调遣诸将带领二十二万兵士，在九门外摆开阵势：都督陶瑾在安定门，广宁伯刘安东直门，武进伯朱瑛朝阳门，都督刘聚西直门，镇远侯顾兴祖阜成门，都指挥李端正阳门，都督刘得新崇文门，都指挥汤芦宣城门，而于谦自己和石亨率领副总兵范广、武兴在德胜门外列阵，抵挡也先。把兵部的事交给了侍郎吴宁，把各城门全部关闭，自己亲自督战。下令：临阵将领不顾部队先行退却的，斩将领。军士不顾将领先退却的，后队斩前队。于是将士知道必定要死战，都听命令。副总兵高礼、毛福寿在彰义门北面抵挡敌人，俘虏了一个头目。皇帝高兴，令于谦选精兵聚集在教场，以便调动；再命太监兴安、李永昌同于谦一起管理军务。
当初，也先部队深入，以为早晚就可以攻下京城，及至见到明朝官军严阵以待，有些丧气。叛变了的宦官喜宁教唆也先邀明朝大臣迎接上皇，索取黄金和丝织品以万万计；又邀于谦及王直、胡氵荧等出城谈判。皇帝不准许。也先更加沮丧。庚申，也先部队窥伺德胜门。于谦令石亨在空屋里设下埋伏，派几个骑兵引诱敌人。敌人用一万骑兵逼近，副总兵范广发射火药武器，伏兵一齐起来迎击。也先的弟弟孛罗，平彰卯那孩被炮打死，也先部队转移到西直门，都督孙镗抵御他，石亨亦分了部分兵力来到，敌寇撤退。副总兵武兴在彰义门攻打敌军，和都督王敬一起挫败了也先的前锋。敌军正要退却，而几百个骑着马的宦官想争功，冲马争着向前。阵脚乱了，武兴被乱发的箭射死。寇兵赶到土城，居民爬以屋顶，呼喊着用砖石投掷敌人，喧声震天。王竑和福寿的援兵赶到，敌军于是撤退。相持了五天，也先的邀请没人理他，作战又失利，知道不可能达到目的，又听说各地勤工的部队马上要开到，恐怕截断了他的归路，于是拥着上皇由良乡向西去。于谦调各将领追击，到居庸关才回来。评功，加于谦少保、总督军务。于谦说：“四郊多保垒，是卿大夫的耻辱，怎么敢求取赏赐功劳呢！”坚决推辞，皇帝不准。于是增兵守真定、保定、涿州、易州等府州，请求用大臣镇守山西，防止敌寇南侵。
景泰元年三月，总兵朱谦奏称敌兵三万围攻万全，敕令范广担任总兵官抵御他：不久，敌寇退，于谦请求即驻兵居庸关，敌寇来则出关剿杀，敌寇退则回京师驻守。大同参将许贵奏北面有三个人到镇上，想朝廷派使者讲和。于谦说：“以前派指挥季锋、岳谦前往讲和，而也先跟着入寇。接着派通政王复、少卿赵荣，见不到上皇就回来了。显然，不能依靠和谈。况者我和他的仇不共戴天，从道理上来说也绝不可以讲和。万一和了他要满足无穷无尽的要求，答应则给我