一队人马杀到，程信只下令从城上用枪炮遥击瓦剌军，为孙镗助威助战。
孙镗见已经没有退路，只好率军与瓦剌在城下拼力血战。然而，瓦剌军有数千人之多，数倍于孙镗军，敌强我弱，实力对比悬殊。眼见孙镗就要不敌的时候，明都督高礼、毛福寿等率军从南面赶来助战。西直门外激战更急，双方混战在一起厮杀。混战中，明都督高礼身中流矢。孙镗军死伤渐多，有些抵挡不住，被瓦剌军四下围住。明军被逼着后退，战阵渐渐逼近西直门城门。
危急时刻，总兵官石亨与侄子石彪率援军赶到。石亨的兵器是一把大刀，石彪则使巨斧，叔侄二人所用都是重兵器，所向披靡。瓦剌军领教了厉害，立即望风而逃。这时候已经是黄昏，天光渐暗，石亨下令收兵，没有继续追击。
十月十四日，在德胜门和西直门遭挫的瓦剌军又进攻彰义门[8]。于谦命副总兵武兴、都督王敬、都指挥王勇率军迎战，主动出击。明军前队用神铳火器冲锋，后队列弓弩短兵继进，挫败了瓦剌军的前锋。
但明景帝派来的监军太监想要争功，领着数百骑驰马抢前，明后军因而阵乱。瓦剌军乘势反击，总兵武兴不幸中流矢而死，明军受挫败退。瓦剌军追击明军到土城，当地居民舍生忘死，登屋号呼，投