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。
