朱祁钰采纳于谦到城外迎击敌军主张，将二十二万大军分别防守京城九门，总兵官武清伯石亨陈于德胜门；都督陶瑾陈于安定门；广宁伯刘安陈于东直门；武进伯朱瑛陈于朝阳门；都督刘聚陈于西直门；副总兵顾兴祖陈于阜城门；都指挥李端陈于正阳门；都督刘得新陈于崇文门；都指挥汤节陈于宣武门，各门守将皆由石亨节制，于谦则亲至德胜门参加战斗。

    十月初九，明军要求凡是有盔甲者不出城迎战的斩首，此时明军有盔甲者仅十分之一。

    等各部队出城后部署完毕后，京城将城门全部关闭，以示背城死战的决心。

    城门交战

    十月十一日，瓦剌到达北京城下，在西直门外列阵，并将朱祁镇放置在德胜门外的空房里。

    当天，都督高礼、毛福寿在彰义门北，杀退贼三百人，生擒一人。

    也先见明军阵容严整，不敢贸然进攻。随后以议和的名义，让明廷派人来接朱祁镇。

    次日，明廷派两个小官前去，也先想让明廷派更高级别的官员过来，明廷不为所动。

    京师城防图

    也先见议和之计不成随即调集主力于十月十三日进攻德胜门。此前，瓦剌曾派兵来此侦查，于谦预感也先将在此进攻，让石亨预先在路两旁的空房中领兵埋伏。

    瓦剌军进攻后，明军派少量部队前去迎战。遂即佯装败退，瓦剌军万余骑兵追击。

    当瓦剌军靠近时，明军火炮、火铳齐发，同时伏兵进行夹攻。

    瓦剌军大败，死伤惨重。也先之弟孛罗、平掌卯那孩皆中炮而死。

    随后，瓦剌军又转至西直门进攻明军。

    明军守将孙镗率军迎战，斩其前锋数人，瓦剌军向北退却。

    孙镗率军追击，瓦剌军增兵将孙镗合围。孙镗全力拼杀，但依然无法解围。

    明军高礼、毛福寿前来支援，随后石亨也派兵前来助战。瓦剌军三面受敌，被迫撤退。

    十月十四日，于谦根据前日暴露的问题重新部署，命都督王敬、武兴，都指挥王勇前往彰义门御敌，要求他们相互应援，不得贻误战机。又命佥都御史王竑往毛福寿、高礼处提督军务，并于孙镗一处屯兵。

    同时，让毛福寿等堵塞京城西南街巷的重要路口，并埋伏短枪，以待策应。

    当天，瓦剌军组织兵力进攻彰义门，于谦命王敬、武兴前往彰义门迎战。

    武兴令火铳在前，随后排列弓箭短兵，以数百骑兵排在最后。

    瓦剌军至时，明军以火铳攻击，但有部分明军骑兵为争功私自出击，致使明军阵型破坏。

    瓦剌军趁机反击，明军败退，武兴中流矢而死。

    随后，瓦剌军追至土城，但遭到当地居民的反抗，前进受阻。

    随后明军前来支援，瓦剌军不敢恋战，随即撤退。

    瓦剌撤军

    次日，经过几天进攻，也先发现一时难以攻下BJ，并且连日战败，士气低落，另外一直进攻居庸关的瓦剌军进攻同样不利。

    同时，也先听说明廷援军集结，害怕断其后路。

    在此情形下，也先在当夜挟持朱祁镇拔营撤退，并对途经的州县大肆掠夺，十月十七日，由紫荆关北退。

    此时，关内各府州县还有不少瓦剌军残部。

    于谦命杨洪、孙镗等人进行清缴。

    到十一月八日，瓦剌军全部退出塞外，京师解严。