正統十四年(1449年)七月，蒙古族瓦剌部首領也先率鐵騎大舉南下，年輕氣盛的明英宗，在王振等人的唆使下貿然出征。八月十五日，明軍被蒙古兵團團包圍在土木堡(今河北懷來縣沙城鎮)，十幾萬明軍被殲，就連英宗也做了俘虜。這場形如兒戲的御駕親征和突如其來的變故，被后來的歷史學家稱為“土木之變”。

“土木之變”把明王朝推向生死存亡的邊緣。也先大軍挾新勝余威，欲乘勝追擊，拿下北京城，再現昔日元帝國的輝煌。而明朝一方，英宗親征時已將京畿大軍悉數帶出，導致京城防備空虛。此時人心大亂，許多富家大戶收拾財物、攜帶家眷，紛紛南逃。

英宗被俘的消息傳到皇宮，皇太后和皇后將宮內的金銀珠寶搜羅一空，整整裝了八輛馬車，派人送到也先大營，希望能換回英宗;朝廷上，文武百官六神無主，束手無策。侍講徐跳出來說，據他觀察天象，只有放棄北京，遷都南京才能保全性命，一些官員也隨聲附和。臨時聽政的皇太后和英宗弟弟王聽后都不知所措。這時，于謙厲聲喝道：“主張南遷的，該殺！京師是天下根本，遷都只能使人心和士氣渙散，國家也就徹底完了。大家難道忘記南宋的教訓了嗎？”于謙縱論當時形勢，鼓勵大家同仇敵愾，擊退來犯之敵。于謙的建議得到皇太后和一批正義之士的支持，遂被任命為兵部尚書，組織北京保衛戰。

國難當頭，首要問題是安定人心。朝臣們平時受夠了宦官的窩囊氣，把土木堡慘敗的原因歸結到宦官王振身上，要求將王振誅滅九族。王振的黨羽馬順當朝呵斥官員，激起百官強烈不滿，他們一哄而上，將馬順活活打死。隨后，百官又在宮內尋找王振的黨徒，追打撕扯，一片混亂。監國王生性軟弱，見此陣勢，驚惶失措。于謙一面阻止官員群毆，一面攔住王，讓他宣布馬順等人死罪，赦免參與毆斗的官員，懲治禍國殃民的宦官。王一一答應，混亂才得以平息。于謙這時發現，自己的官袍在混戰中已被扯破了。

也先企圖以英宗為籌碼要挾明廷。另立新君成了明朝的當務之急。但當時的太子年僅三歲，不能挑起救亡重擔。眾臣商議，讓監國王繼任皇帝。然而，王卻死活不愿出面。他認為，皇兄英宗在世，又立有太子，自己名不正言不順，也不愿意收拾這么個爛攤子。于謙找到王，嚴肅而誠懇地說：“眾大臣推舉您做皇帝，都是為國家社稷著想，你也應當以國家安危為重！”在于謙的勸說下，王最終同意登基稱帝，年號景泰，史稱代宗。明王朝新的政治核心重新建立起來。

在新皇帝的全力支持下，北京保衛戰緊鑼密鼓地進行。在短短一個月里，于謙集結了20余萬大軍。他將大軍兵分九路，陣列于九大城門之外，主動迎接也先挑戰。也先原以為明軍不堪一擊，只能作困獸斗，北京城唾手可得，但眼見明軍旌旗獵獵，嚴陣以待，便已經心虛。雙方激戰五天，也先沒有討到任何好處，當得知勤王兵馬正陸續趕往北京時，他擔心腹背受敵，回去的老路被切斷，就決定連夜撤退。于謙領導的北京保衛戰取得勝利。

北京保衛戰成就了于謙一世英名。國難當頭，他力排眾議，挺身而出;為保京師，他披掛上陣，率軍抗敵。沒有于謙，大明的歷史有可能突然轉向;沒有于謙，明朝兩百余年的國祚延續也無從談起。于謙也因此成為中國歷史上最著名的民族英雄之一。