西直门，都督孙镗率军力战，与瓦剌军展开激烈争夺，战斗从早到晚持续进行。
孙镗一度因兵力不支退至城下，后在援兵的帮助下稳住阵脚，击退了瓦剌军。
也先又转攻彰义门，明军在城外列阵抵抗，副总兵武兴率军与瓦剌军激战，明军一度占据上风。
但此时有宦官率数百骑兵冲击明军阵后，导致明军阵脚大乱，武兴中箭牺牲。
不过，瓦剌军也因明军的顽强抵抗而难以深入，战斗陷入僵持。
最终，也先收到勤王大军即将抵达的消息后，担心后路被截断，困死在大明，只好带着朱祁镇于十月十五日开始北遁。
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这一战，于谦在北京保卫战中采取了积极防御的战略，既坚守城池，又主动出击，打击敌军，改变了土木堡之变前明朝军队被动防御的局面，显示出他对战略战术的深刻认识，即要根据实际情况灵活运用战略，不一味被动挨打。
这一战于谦堪称卓越。
而在此之前，于谦于谦力排众议，坚决反对南迁，提出“京师天下根本，一动则大事去矣”，稳定了朝廷的主心骨，坚定了朝堂上下守卫北京的决心。
于谦还积极推动郕王朱祁钰即位，使也先挟持英宗要挟明朝的图谋落空，为明朝在政治上树立了新的核心，避免了群龙无首的混乱局面。
同时还借此机会将朝中以王振为首的宦官势力进行了一波大放血，彻底稳固了朝堂。
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