明军一面抵抗，一面败退，一直退到土木堡（在今河北怀来东）。那时候，太阳刚刚下山，有人劝英宗趁天没黑，再赶一阵，进了怀来城（今河北怀来）再休息，瓦剌军赶来，也可以坚守。可是王振却因为装运他财产的几千辆车子还没到，硬要大军在土木堡停下来。土木堡名称叫做堡，其实没有什么城堡可守。明军大队人马赶了几天路，口渴得像火烧，但是土木堡没有水源。离开土木堡十五里的地方有条河，已经被瓦剌军占领了。兵士们就地挖井，挖了两丈深，也没找到水。
第二天，天刚蒙蒙亮，瓦剌军赶到土木堡，把明军紧紧包围起来。明英宗知道没法突围，只好派人向也先求和。也先一打听，明英宗带的明军人数还不少，要打硬仗，自己也要遭到损失，就假装答应议和，停止进攻。
明英宗和王振信以为真，十分高兴，下命令让兵士到附近找水喝。兵士们争先恐后跳出壕沟往河边跑，乱成一团，将领们要制止也制止不了。
这时候，早就埋伏好的瓦剌军兵士从四面八方冲杀过来，个个抡起长刀，大声吆喝着：“投降的不杀！”
明军兵士一听，纷纷丢盔弃甲，狂奔乱逃。瓦剌军紧紧追赶，被杀的和被乱兵踩死的，不计其数。邝埜也在混乱中被杀死。
明英宗和王振带着一批禁军，几次想突围都没冲出去。平时作威作福的王振，这时候却吓得直发抖。禁军将领樊忠，早就恨透了这个祸国殃民的奸贼，气愤地说：“我为天下百姓杀死你这个奸贼。”说着，抡起手里的大铁锤，朝着王振脑门一锤砸去，结果了王振的性命。樊忠自己冲向瓦剌军，拼杀了一阵，中枪倒下。
明英宗眼看脱逃没有希望，只好跳下马来，盘着腿坐在地上等死。瓦剌兵赶上来，俘虏了明英宗。历史上把这次事件称作“土木之变”。
经过这一场战斗，五十万明军，损失了一大半，明王朝元气大伤。瓦剌首领也先却更加骄横起来，北京也受到了瓦剌军的威胁。守卫京城的责任，就落在英宗的弟弟郕王朱祁钰和于谦的身上了。