正统十四年(公元1449年)初，也先遣使2000人向明朝贡马，诈称3000人，企图冒领赏物。明廷按实际人数给赏，并减少了马价。也先闻悉大怒。七月，也先率领所部打击明朝，本身带领人马攻打大同。当时明朝寺人王振擅权，他挟英宗仓促亲征。八月初，英宗带领50万雄师前去大同迎战。刚至大同，王振传闻各路军马接连失利，仓猝退兵至四周环山的土木堡(今河北怀来境内)，被也先追至，从征官员和兵士死伤过半，英宗被俘，史称“土木堡之变”。
败讯传来，举朝惊骇。同年玄月，朱祁钰即位，即明景帝，命于谦为兵部尚书，统领明军，保卫京师。
明军奇妙应用多层设防、背城决斗、矫捷作战、要点防备平分歧的作战款式，击败了自恃强大的瓦剌军，安定了明王朝的统治，缔造了中国战役史上都会防备作战的典范战例。多层设防是此次战役的出色表现。
明廷得知瓦剌军已逼近京师，当即戒严都城。初五，诏诸王遣兵入卫。初八，景帝命于谦提督各营兵马，将士皆受其节制。刘安、王通被赦出狱，协守京师。
瓦剌军在德胜门和西直门受挫后，又在彰义门策动打击。于谦命武兴、王敬、王勇率军迎战瓦剌军。明军神铳、弓矢、短兵前后接踵，挫败了敌军的前锋。但明军本身也乱了方阵，瓦剌军乘机反击，明军败退，武兴中流矢死。瓦剌军追到土城，土城一带的住民掷砖投石，隔绝了瓦剌军的打击。明救兵赶到，瓦剌军仓促逃脱。
十月月朔，瓦剌军分三路大肆打击京师。东路军2万人从古北口方向打击密云，作为管束力量。中路军5万人，从宣府方向打击居庸关。西路军10万人由也先亲身带领，挟持英宗自集宁经大同、阳和(今阳高)，攻陷白羊口(明天镇北)后，挥师南下，直逼紫荆关。