正统十四年（1449年）七月十六，明英宗朱祁镇以皇弟郕王朱祈钰监国，辅佐皇太子朱见濬留守京师。自己率英国公张辅、成国公朱勇、兵部尚书邝埜、户部尚书王佐、内阁大学士曹鼐、张益等文武百官五十余人，及京师三大营为主的二十万大军，号称五十万，鼓噪而出，北征瓦剌。
出征途中，英宗轻信宠宦王振，将一切大权军政交其掌握，而王振既毫无军政经验，又在军中依仗英宗崇信而滥施淫威，导致大军行动混乱、令行不止。同时因英宗出兵仓促，粮草后勤准备不足，行军组织不当，所以大军内部自相惊乱，军民夫役一路逃离，尸骸满路，明军军心严重不稳。
八月初一，明军在抵达大同后，前后失据、不敢作战。而得到瓦剌真实实力的英宗和王振又十分害怕，于是命令自大同撤军。回军途中，明军先绕道蔚县、后改道宣府。八月初十，瓦剌追兵追踪而至，恭顺伯吴克忠、都督吴克勤、成国公朱勇等率军殿后，抵挡瓦剌军，虽英勇奋战，但是寡不敌众，明军后卫全军覆没。
八月十四，在明军与瓦剌交战不利，准备退兵的当口，王振胡乱指挥，致使明军进退失据，被围土木堡。
因英宗轻信瓦剌追兵假意议和的建议，导致明军在出营取水时被瓦剌军突袭，陷入混乱而无法组织抵抗，大营溃散，一部分明军投降，其余皆四散奔逃。
混乱中，随驾的勋贵大臣：英国公张辅、驸马都尉井源、兵部尚书邝埜、户部尚书王佐、侍郎丁铭、王永和，内阁大学士曹鼎、张益等五十余人都战死沙场，明英宗本人被瓦剌俘获。罪魁王振则在乱军之中被无比愤恨的护卫将军樊能锤杀。这就是明朝历史上的“土木堡之役”。此战明军大败，皇帝亲征被俘，大明社稷几乎陷入倾覆境地。
幸而在京大臣情在势危如此急之下，于正统十四年（1449年）八月二十九，由兵部侍郎于谦为首，联合向孙太后上奏，恭请皇太后降懿旨，立即迎立监国郕王朱祁钰为新皇帝，以凝聚大明士气，保卫京师安全，同时挫败瓦剌以英宗来要挟大明的阴谋。孙太后同意了大臣们的请求，下懿旨立郕王朱祁钰为帝，但同时明令依旧以英宗太子朱见濬为皇储。
正统十四年（1449年）九月初一，朱祁钰在京师正式即位，以明年为景泰元年，即大明第七代皇帝——明代宗（景泰帝）。景泰帝奉英宗为太上皇。
之后在景泰帝和于谦等主战大臣的全力策划和齐心协力指挥下，正统十四年（1449年）十月初一至二十，在抵抗瓦剌入侵京师的作战中，大明君臣同心、士气高涨，将瓦剌军队的进攻一一挫败，迫使瓦剌军队裹挟被俘的英宗后撤返回塞外，并向大明派出使者要求议和，大明因此得以度过这场自立国以来所遭遇的最严峻危机。
瓦剌撤军后，不甘心没有从明朝获取更多的利益，所以在景泰元年（1450年）六月又挟持者英宗来到大同边镇，谎称送还英宗，要大同总兵郭登开门接纳。郭登知道这是瓦剌诡计，所以据不开门，并策划暗中出兵夺回英宗。瓦剌首领也先无奈，只得带着英宗返回漠北，并再一次派出使者向明朝求和，言称可以放回英宗，但是需要大明厚加赏赐，以为交换。
景泰元年（1450年）六月，景泰帝明礼部侍郎李实、大理寺少卿罗绮、指挥使马政等携带诏书，前往瓦剌面见蒙古大汗脱脱不花和掌握实权的太师也先，商议议和，并迎回太上皇英宗事宜。