病床上的景帝又恢複到從前郕王的身份，他定的“景泰”年號也被改為“天順”。景帝被抬入西宮，沒過幾天就病逝了。英宗複辟後的第二天，得勢的徐有貞、石亨等人就急不可待地慫恿英宗下旨逮捕於謙、王文、陳循、商輅、俞士悅、範廣等文武官員。原來，這個策劃南宮複辟的徐有貞就是“土木之變”後極力主張遷都南京的徐珀呈。因為南遷的建議受到於謙的強烈反對和眾人的恥笑，自知名聲不好，才改名為徐有貞。後來，他又曾要求於謙在景帝麵前推薦他當國子監祭酒，於謙舉薦之後，景帝覺得徐有貞太奸邪，故而未用。徐有貞對於謙就更加忌恨。另一個發動政變的石亨，本是一名犯罪的軍官，因於謙的起用而被赦出獄。在北京保衛戰中立了戰功，被升了官。他自知功勞不及於謙，卻被晉封為侯，心中感到慚愧，就上疏為於謙請功，推薦於謙的兒子為千戶。於謙堅辭不受，並上疏說：“國家多事，臣子義不得顧及私恩。且石亨身為大將，不聞舉薦一個賢才，提拔一個軍人以補軍國，而惟獨推薦我的兒子，於公議過得去嗎？臣子軍功不能憑借僥幸，絕不敢給我的兒子濫加功勞。”因為這件事，於謙惹惱了石亨，使他深恨於謙。
此外，石亨的侄子石彪貪婪橫暴，胡作非為，受到於謙的彈劾，石亨對於謙更加懷恨在心了。宦官曹吉祥平日受到製約，不能為所欲為，對於謙也深為不滿。這幫小人在英宗複辟後，以迎複功高，大受英宗寵信。他們趁機打擊報複，欲置於謙等忠臣於死地。為了陷害於謙，他們絞盡腦汁，終於想出了一個罪名，誣蔑於謙、王文圖謀迎立襄王（英宗叔父）之子為太子，這是“謀逆”的死罪。因為毫無證據，便以“意欲”二字定案。英宗本來還猶豫未決，認為於謙有功，不忍殺害。徐有貞在一旁慫恿道：“不殺於謙，今日之事就顯得毫無理由了。”英宗就決意將於謙殺掉。
臨刑那天，於謙等人被押赴刑場，當眾斬首。百姓們蜂擁而上，群情激憤，怒斥奸臣陷害忠良，刑車被憤怒的群眾圍得水泄不通，寸步難行。徐有貞等人見勢不妙，連忙加派兵士，強行驅散百姓，然後急衝衝地將於謙等人開刀問斬了。於謙被殺害後，家屬發配到邊疆充軍。他的家也被抄了，除了一些書籍之外，家徒四壁。所住的房舍破舊不堪，僅能遮風避雨而已。景帝曾賜給他府第，但被他拒絕了。於謙死後，天下百姓無不為之痛心。有一位叫陳逵的官員，感念於謙的耿直和功績，不畏徐、石之流的淫威，冒死收殮了他的遺骸。後來，於謙的女婿將靈柩運回他的故鄉杭州，安葬在風景秀美的西子湖畔，旁邊緊挨著南宋民族英雄嶽飛的祠墓。後人來此，無不感慨萬千，有人作“賴有嶽、於雙少保，人間始覺重西湖”的詩句來悼念含冤而死的民族英雄。千錘萬鑿出深山，烈火焚燒若等閑。粉骨碎身渾不怕，要留清白在人間！數百年來，人們傳誦著於謙年輕時候寫的這首《詠石灰》，這正是於謙一生的寫照。