公元1449年秋天，蒙古瓦剌領袖也先進犯明朝，明英宗朱祁鎮在王振的慫恿下親征，當時于謙是兵部左侍郎很反對明英宗親征，結果明英宗不聽，在土木堡被也先俘虜。皇帝被俘，群龍無首，北京大為震驚，都不知道怎麼辦。明英宗的弟弟郕王朱祁鈺只好出來監國，召叢集臣商議怎麼對付瓦剌。當時就有人建議遷都南京，于謙表示很反對，並嚴厲譴責遷都的人：“主張南遷的，該殺。京師是天下的根本，一但搖動則國家大計就完了，難道沒有看見宋朝南渡的情況嗎？”郕王朱祁鈺也肯定了于謙的說法，於是堅決防守。
當時明朝的精銳部隊，全部在土木堡失陷，在京城計程車兵不到十萬，且戰鬥力低下。京城防守並沒有太大的把握，而於謙調集周邊的軍隊。讓各府的官員向京師運糧，並把各地的兵力派往京城防守，于謙晉升為兵部尚書。由於京城無主，太子又年幼。瓦剌的兵不斷逼近北京，于謙等人請求太后立郕王朱祁鈺為皇上。郕王朱祁鈺當時推辭，于謙最後發話說：“我們完全是為國家考慮，不是為個人打算。”郕王就這樣做了皇帝，即明代宗，年號景泰，又稱“景泰帝”。
朱祁鈺做了皇帝以後，對於謙非常的信任，幾乎什麼都聽他的。于謙在京城招兵買馬，向各地調兵遣將保衛京師。1449年10月，瓦剌首領也先挾持著明英宗，攻破紫荊關，逼近北京。將領石亨建議收兵固守，于謙不同意，反對說：“為什麼向他示弱，使敵人更加輕視我。”于謙調兵遣將帶領22萬兵士，在九門外擺開陣勢。當也先兵臨城下的時候，見明朝的軍隊嚴陣以待，也有些灰心。當時明朝叛變的宦官建議也先，讓明朝大臣邀請明英宗回去，然後索取財物就可以了。但是，這個要求被景泰帝拒絕了。也先只好發兵一萬騎兵進攻，結果作戰失利，也先帶著明英宗向西逃跑。于謙調集軍隊追趕，直到居庸關才退回來，京城的危機也就解除了。瓦剌撤退以後，于謙又立了大功，皇帝又加封賞讓其總督軍務。
1450年3月，瓦剌率領3萬圍攻萬全，于謙又調兵遣將，抵禦敵寇。也先見明軍設防，不久撤退，並派人再次議和。于謙力排眾議，殺了主和的官員，堅決抵禦拉瓦。從此邊境的守將都主張堅守，沒有敢說講和。到了8月，也先又派使者到北京，打算把明英宗宋回去，並對明朝進行朝貢。當時景泰帝很反對，以為大臣們要把他換掉。但是，于謙說即便把皇帝迎接回來，也不會更改。景泰帝聽了于謙的話，把明英宗接了回來。不過，也因此留下了禍患。其實，景泰帝能做皇帝都是于謙的功勞，且景泰帝非常信任於謙。當時朝廷有很多大臣誣陷於謙，景泰帝立保，沒人敢動于謙。但是，景泰帝做了8年的皇帝后，生了重病。公元1457年，景泰帝病重招石亨託付後世。石亨表面遵照他的囑咐，卻背地裡打起了足以。他知道，景泰帝快不行了，為了謀求後路，乘機發動“奪門之變”擁戴明英宗復位。
明英宗復位以後，以石亨為首的大臣誣陷於謙謀反，建議斬首示眾，並把于謙一起供事的大臣全部逮捕。當時的明英宗也有些猶豫，認為于謙的確有功勞。徐有貞進言說：“不殺于謙，復辟這件事就成了出師無名。”本來明英宗復位也是石亨和徐有貞策劃的，所以明英宗不敢反對這件事。最後，于謙被殺棄市街頭，並被抄家，家人被充軍邊疆。還有人甚至建議將於謙滅族，並把他推薦的文武官員也全部抓起來處死。刑部堅持原判沒有這麼做，其他人才罷手。造成這樣的結局都是于謙那一個錯誤的決定，結果害了朱祁鈺也害了他自己。