京城九门之中，以德胜门和西直门配置火炮的架数最多，火力也最强。于谦早就想炮轰德胜门外的瓦剌军，不过因为明英宗朱祁镇人在瓦剌军中，不得不有所顾忌。但突然之间传来了一个好消息，说是瓦剌军受挫后，也先已派弟弟伯颜帖木儿护送朱祁镇往西去了。于谦派人侦察核实后，立即下令开炮。
十月十五日这一晚，炮声震天。驻扎在城外的明军都点起火炬，以免被城中炮火误伤。明军大炮轰了一夜，声势惊人，瓦剌军死伤上万，其余人分西、北两路逃走，北路出居庸关，西路出紫荆关。
北路出居庸关的瓦剌军大都顺利逃脱，而西路的瓦剌军就没有那么顺利了。也先自良乡西退后，沿途大掠，还在昌平焚毁了明朝皇陵寝殿。明军右都督孙镗大军正分布在往紫荆关的方向，大破也先瓦剌败军于涿州。刚好明军宣化守将杨洪奉诏率军两万入卫京师，在半路遇到被孙镗打败的瓦剌军。又一场大战，瓦剌军溃败。杨洪一直追击到霸州。瓦剌军能够生出紫荆关的，不过几千人而已。
到十一月初八，瓦剌军全部退到塞外，京师解除了戒严。于谦有《出塞》一诗，记录了京师保卫战的胜利：健儿马上吹胡笳，旌旗五色如云霞。
紫髯将军挂金印，意气平吞瓦剌家。
瓦剌穷胡真犬豕，敢向边疆挠赤子。
狼贪鼠窃去复来，不解偷生求速死。
将军出塞整戎行，十万戈矛映雪霜。
左将才看收部落，前军又报缚戎王。
羽书捷奏上神州，喜动天颜宠数优。
不愿千金万户侯，凯歌但愿早回头。
但又有《入塞》云：
将军归来气如虎，十万貔貅争鼓舞。
凯歌驰入玉门关，邑屋参差认乡土。
弟兄亲戚远相迎，拥道拦街不得行。
喜极成悲还堕泪，共言此会是更生。
将军令严不得住，羽书催入京城去。
朝廷受赏却还家，父子夫妻保相聚。
人生从军无奈何，岁岁防边辛苦多。
不须更奏胡笳曲，请君听我入塞歌。
表示战争是不得已之举，希望从此边境无事、和平永在。
北京保卫战从根本上扭转了敌强我弱的形势，军民人心振奋，天下安定。更重要的是，也先的重大失败重新引发了蒙古内部的纷争与内讧，瓦剌部从此开始衰落。对于明朝来说，空前的危机终于过去了。对也先来说，则标志着末日的开始。
只此一战，于谦名满天下，他处危不惊、指挥若定的气度才能，成就了盖世英名。
瓦剌军败退之后，北京城大街小巷都张灯结彩，人们敲锣打鼓，兴高采烈地欢庆胜利。明景帝朱祁钰也在皇宫中设宴庆功，论功行赏。于谦以首功加“三孤”之一的“少保”衔，总督军务。
于谦固辞道：“如今国家多难，近郊多垒，强敌虽退，疮痍未复，做臣子的实在觉得惭愧，怎能居功受赏？”朱祁钰不许于谦辞让，他才再拜受赏。
武臣则以石亨为首功，之前他已经被封为武清伯，此时晋升为武清侯。石亨的侄子石彪也因功由指挥同知升为都指挥佥事。石亨得以封侯，可以说既有他本人的才干，也有于谦大力提拔的因素，否则，他至今仍然在诏狱戴罪，哪里谈得上建功立业？
北京保卫战之后，于谦名震天下，宠遇无比。甚至有人因此担心于谦权柄过重，司礼监宦官兴安听了后怒气冲冲地说：“为国分忧如于公者，宁有二人！”
意思是，于谦日夜为国家分忧，不要钱财，不要官爵，不问家计，朝廷正要用这样的人，你要是有意见，可以去找一个人来替代于谦。于是，“众皆默然”。
力退强敌后，北京的局面并没有就此稳定下来。由于京师秩序相对混乱，未能完全回归正轨，盗贼趁机而起，放火抢劫者时而有之。且各种谣言满天飞，最流行的一种是：新皇帝朱祁钰并不是宣宗皇帝的亲生儿子，而是汉王朱高煦的儿子。理由是，其母吴太后曾是汉王朱高煦侍妾，而朱祁钰又与朱高煦容貌甚像。
流言传入宫中后，朱祁钰既慌且怒，忙命人公开张榜澄清，称自己出生在宣德三年（1428年），而汉王朱高煦早在宣德元年（1426年）便已因造反而被讨平。
然皇帝的反应并没有平息谣言，反而促使其传播得更快，且衍生出另外一个版本的故事来——
据说明成祖朱棣病危前，决意听从内心深处的召唤，改立次子汉王朱高煦为储君。但尚未来得及拟写诏书，朱棣便撒手西去。跟在皇帝身边的内阁大学士杨荣支持太子朱高炽即位，遂没有遵从成祖皇帝的遗愿，而秘不发丧，精心安排，促使朱高炽顺利当上皇帝。朱高煦得知父皇死讯时，朱高炽已经是君临天下的仁宗皇帝了。朱高煦心中不甘，遂于宣德一朝谋反，却被明宣宗朱瞻基亲自平定，最后更是被侄子烧成了焦炭[10]。其宠爱的侍妾吴氏亦被朱瞻基霸占，生下了儿子朱祁钰，即为当今大明王朝的新皇帝。因而这是上天的巧妙安排，朱高煦本该成为皇帝，又遭焚身绝嗣之祸，苍天为此鸣不平，于是借其侍妾吴氏所生之子朱祁钰来夺回皇位。尽管这个“子”是宣宗皇帝朱瞻基的骨血，但上天依旧借他之手，为朱高煦出了一口恶气，且将再度炮制骨肉相残的惨剧。
关于骨肉相残惨剧一说，并不是指英宗朱祁镇归国有期、其人回到京城后会为弟弟所杀，而是指当今皇帝朱
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