大明兵部尚書於謙派兵迎擊瓦剌軍於彰義門，打敗也先部隊先鋒，奪回土木之役被俘明軍一千多人。同時於謙又派人率兵夜襲，以疲憊敵軍。
十月十三日，瓦剌軍趁風雨大作，進攻德勝門。於謙命大將石亨在城外民房內埋伏好軍隊，然後派遣小股騎兵佯敗誘敵。也先果然中計，親率大批部隊窮追不舍。等也先軍進入埋伏圈後，於謙一聲令下，明軍開始反擊，神機營火器齊發，火箭弓弩多如飛蝗般地射向敵軍，明軍前後夾擊，也先部隊大敗而歸。也先的弟弟孛羅、平章卯那孩等將領中炮身亡，瓦剌軍受到很大打擊。
也先發覺明軍主力在德勝門，便集中力量轉攻西直門。大明都督孫鏜率軍迎戰，打敗也先的先頭部隊。由於也先不斷增兵圍攻孫鏜，孫鏜力戰不支，退至城下。此時，把守城頭的給事中程信，嚴令不準開城。同時，命城上守軍發射火炮、火箭轟擊瓦剌軍。大明軍隊又從彰義門、德勝門抽兵增援，終於打退了瓦剌軍的進攻。
十月十四日，瓦剌軍又改攻彰義門。於謙命守軍將城外的街巷堵塞，在重要的地帶埋伏好火銃手、短槍手，又派兵在彰義門外迎戰。明軍前隊用火器轟擊敵軍，後隊由弓弩壓陣跟入，擊退了瓦剌軍的進攻。
竇如海所在的神機營右哨軍就負責把守彰義門。在發射火器擊敗瓦剌軍一波接一波的進攻後，竇如海下意識地摸摸胸前，那裏安放著萬貞兒送給他的平安符。
彰義門守住後，景泰帝所派監軍太監率數百騎兵衝擊敵陣去搶功，使明軍陣勢陷入混亂。瓦剌軍乘勢反擊，追到德勝門外。在萬分危急關頭，當地百姓紛紛登上房頂，以磚石迎戰瓦剌軍。於謙派出的援軍也及時趕到，打退了瓦剌軍的反撲。
隨後瓦剌軍又轉戰至西直門進攻明軍，也被明軍擊退。瓦剌軍不甘失敗，又在彰義門組織進攻。明軍佯裝失利，瓦剌軍追到土城，被潛伏在民居內的明軍火槍手阻擊，死傷無數，進退不得。
也先在進攻京師的過程中，到處遭到大明軍民的抵抗和不斷襲擊。各地的百姓自發組織起來，抗擊瓦剌軍的掠奪。北方邊陲重鎮的守兵，也抱著與城共存亡的決心，誓死保衛國土。
也先進攻京師各門屢次遭到失敗，中路軍在居庸關的進攻也受挫，並獲悉大明各路援軍即將到達。也先唯恐後路被切斷，便於十五日夜率一部人馬，挾持正統皇帝由京師良鄉向紫荊關撤退。
兵部尚書於謙發現也先軍隊正在撤退，即命右都督石亨等集中火炮轟擊也先軍營，炸死瓦剌軍一萬餘人。瓦剌軍在撤退的路上，一路燒殺搶掠，掠奪了許多物資和人口。而明軍分路追擊，石亨大破瓦剌軍於清風店，範廣在固安打敗瓦剌軍。也先一路狂逃，十月十七日，撤出紫荊關，不久退往關外。東路的瓦剌脫脫不花軍，聞得中路、西路已敗，亦立即撤退，並於十月二十日單獨遣使進貢，來北京議和。此時關內塞北皆是天寒地凍，不利於瓦剌軍隊揮師行動，加上京師外圍大明守軍的奮力抵抗，到十一月八日，瓦剌軍完全退出塞外，京師解嚴。至此，大明軍隊取得了京師保衛戰的勝利。
萬貞兒聽前廷隨景泰帝上朝的太監們說，這一段日子前方戰事吃緊，皇上和兩宮太後、皇後都夜不成寐，時刻關注著前線戰事的瞬息變化。萬貞兒關心這些戰況最根本的一個原因是：她心裏很擔心竇如海的安危，所以注意打聽每一次戰役的勝敗情況和細節，希望從中可以窺探出竇如海所在神機營的準確消息。
乾清宮的首領太監成敬取笑她說：“想不到貞兒姑娘一介女流，也對軍隊和戰事這麼感興趣啊，可以和花木蘭、梁紅玉、紅拂女相比了。”
萬貞兒一聽，顯得很羞赧，說：“成公公見笑了。貞兒就是一個卑微的宮女而已，雖不懂得國家大事，但也曉得，京師是我們的棲身之本，京師一旦有不測，傾巢之下安有完卵？所以貞兒自然是盼著我們大明的軍隊打勝仗的，也免得我們普通百姓流離失所，飽受戰亂之苦了。”