也先驱军南下，原以为京师旦夕可下，等看到明朝官兵严阵以待，锐气顿消。变节太监喜宁给也先出主意：拿英宗换取明朝以万万计的金帛财物，并邀明派于谦、王直等重臣与瓦刺谈判。景帝皆不允应。交战后，明军在彰义门却敌，并擒其军官一名。在德胜门，于谦设下伏兵，派数骑诱敌深入。敌军以万人逼攻，明军发火器，伏兵四起，击败敌军，也先的弟弟孛罗、平章卯那孩皆中炮身亡。在西直门敌军同样遭抵抗而撤退。在德胜门北面的土城战役中，百姓配合军队作战。他们纷纷爬上屋顶，以砖石为武器，铺天盖地投击敌人，喊声震天动地。两军相持了5天，瓦刺军又一次大败。也先本想以英宗要挟，逼明朝议和，捞取一大笔财宝，没想到什么也没捞到，反而使自己损兵折将。又听说各地勤工之师快到京城了，恐自己归路被切断，于是，又带着英宗匆匆向西逃去。于谦乘胜追击，夺回了瓦刺沿途抓去的百姓和劫掠的财物。北京保卫战获得了辉煌的胜利！可是于谦并未因胜利而放松警惕，更增派军队加强真、保、涿、易诸府州的防守，并奏准派大臣镇守山西，以防瓦刺的南侵。
为了加强京师的防卫力量，于谦又对京师军队三大营进行改编。成祖时，京军的编制是五军营、三千营、神机营，合称二大营。土木之变后，三大营丧失殆尽，又因其编制兵种不同，训练各异，遇到调遣，士兵不识新将领，不习新号令，战斗力发挥不出来。于谦选拔骁勇剽悍者15万人，组成10个营，每营以一都督统领，下又分5千人为一小营，以都指挥为小营长官。10营集中团操；战时，由原来各营军官率领参加战斗，号令划一，兵将相识，克服了原来三大营的弱点，提高了战斗力。
也先从北京城下撤退后，想以英宗为筹码与明王朝议和，用英宗换一大批财物。朝中的主和派纷纷吵嚷要与瓦刺议和。于谦识破也先的阴谋，力排众议，指出这是敌人企图借此向我索取财物，并派人申诫各边镇将帅，万勿中敌人奸计，要做好防御工作，加派将领，镇守边防重地。在于谦的整顿和指挥下，也先在景泰元年（1450年）的几次侵扰，都被击退，使其阴谋未能得逞。
明朝识破也先以英亲相要挟的阴谋，拒绝与他和谈，边疆与京师防守力量的加强，使瓦刺更无隙可乘，逼得也先无计可施。为了恢复与明朝的通贡与互市，在景泰元年八月，也先不得不将英宗无条件送回北京。英宗回到北京后，名义上是太上皇，闲居在南宫。
五浩然正气
于谦为官，一身正气，两袖清风。在京师保卫战中，他忧国忘身，建立了奇功，然而自己从不居功自傲，仍然事事检点。在击退也先之后，朝廷论功行赏，加封于谦为少保，总督军务。于谦再三推辞，认为“四郊多垒，卿大夫之耻也，敢邀功赏哉”！只是朝廷不允，才勉强接受。于谦勤于政务，日夜为国分忧，从不问家产，平素俭约，所居仅蔽风雨，门前无列戟，常被错认在野人家。他曾在《暮归恐有客至》的诗中写道：
小小绳床足不伸，
多年蚊帐半生尘。
官资已极朝中贵，
况味还同物外人。
景帝见他家居简陋，赐给他位于西华门的一所宅第，他推辞说：“国家多难，臣子何敢自安。”再三推辞，景帝不允，不得已他接受了下来，但不敢居住，而是将朝廷先后所赏赐的玺书、袍服、金锭之类物品封存于屋，每年打开一次省视而已。
于谦对子女要求也很严格。德胜门之捷，石亨的功劳不如于谦，事后晋封为侯，心中有愧，上疏推荐于谦的儿子于冕为府军前卫副千户。于谦却坚辞不受，向景帝说：“国家多事，做臣子的不能只考虑自己的私利。”同时责备石亨，身为大将，没听说他荐举一位隐居贤士，或提拔行伍中地位微贱的能人，反而单单荐举我的儿子，这能让大家服气吗？于谦进一步表示，自己治军，按军功行赏，决不允许侥幸邀功，也决不敢让自己的儿子滥冒军功。最后景帝还是批准了石亨的荐疏，于谦只好勉励儿子，要砥砺气节，勤于政务，不负朝廷的任用。
于谦在年轻时就注重作人的名节。《石灰吟》就集中的表现他的人格。他崇拜文天祥，他写《文天祥像赞》赞扬文天祥“殉国忘身，舍生取义，气吞寰宇，诚感天地”；“正色直辞”，“宁正而毙，不苟而全”的立身节操。他自己也写过《小像自赞》，讲自己“其性虽僻，其情则真。所宝者名节，所重者君亲。居不求安逸，衣弗择故新”。说是性僻，实际是性刚，刚正不阿，不随波逐流，不与世俗合污。于谦认为名节是人生最可宝贵的，所以他说‘名节重泰山，利欲轻鸿毛”（《无题》三）。“但令名节不堕地，身外区区复何求！”（《静夜思》）他认为金钱会使人败坏，“苟图身富贵，朘剥民脂膏”，这种人是“千载遗腥臊”，“国法终未及，公论安所逃”。所以，他总是自觉地要求自己清心寡欲，廉洁奉公，生活简朴，一丝不苟。即使身居高位，也从未丝毫放纵。
于谦任兵部侍郎巡抚河南、山西时，官为三品。上任时，他行李简单，乘坐普通的民间骡车，既无鼓乐旗仗，又无卫兵仪从，常人根本想不到他会是巡抚大人。到任后，无论是明察，还是暗访，都是轻骑简从，完全摒弃那种前呼后拥，鸣锣开道，煊赫威势的官场习气。
于谦认为“钱多自古坏名节”，他不仅不聚敛财富，拒收礼物、贿赂，还常把自己的俸禄，用以接济穷困亲友。而自己是衣不锦绣，食不兼味。达官贵人过生日时，总是要大宴宾客，大肆庆贺。而于谦过生日，却谢绝一切贺客，拒受任何礼物。总是一人独坐静思，对自己的政绩作一番总结回顾。他曾写过《初度》（即生日）、《初度自责》等诗篇，说自己是“碌碌庸庸四十余”，“济世愧无书满腹”等等，但所庆幸的是“剩喜门庭无贺客，绝胜厨传有悬鱼”。悬鱼，出自苟悦的《汉纪》，它记载：“羊续为庐江太守，丞馈鱼，受而不食，悬之；后复馈，（羊）续出前悬鱼示之，丞惭而止。”因此后人以悬鱼表示官吏的廉洁。于谦干脆拒绝所有贺客，比起厨有悬鱼的羊续，更高出一筹，用“绝胜”两字，可见于谦是以此引以自豪的。
明英宗之后，吏治渐趋腐败，贪污日炽、贿赂公行。太监王振把持朝政，更是卖官鬻爵、勒索贿赂，大臣进京，必须给他馈赠重金厚礼，否则后果将必难堪。然而一身正气的于谦，决不趋炎附势。每次进京，他只随身带些简单行装，决不带特产礼金行贿。有好心人怕他遭到报复，劝他：不带金银，可以送些土产品。他张起双袖笑着说：谁说我没带东西，请看这不是两袖清风吗？他还赋了一首《人京》诗：
手帕蘑菇与线香，
不资民用反为殃。
清风两袖朝天去，
免得阎阎话短长。
于谦虽然严于律己，可权贵们并不以为然。王振更是因为于谦不肯附己，欲设法陷害于他。正统六年（1441年），于谦进京奏事，荐参政王来、孙原贞为代理巡抚，通政使李锡秉承王振的意图，弹劾于谦以久不升迁而生怨恨，故而擅自举荐代理巡抚，将他投入法司论罪，并判为死刑，关在监狱达3个月。河南、山西的百姓得知此事，非常不满，纷纷进京上书抗议，强烈要求释放于谦。河南、山西两地的藩王，也替于谦讲情。迫于民愤，王振不得不以因同姓名而抓错了人为借口，将于谦释放并官复原职。
正统十年（1445年），于谦的夫人董氏病逝，他接妻子亡故的消息后，心中哀痛不已。写下了《悼内》诗11首，来寄托自己的哀思，其中一首这样写道：
缥缈音容何处寻？
乱山重叠暮云深。
四千里外还家梦，
二十年前结发心。
寂寞青灯形对影，
萧疏白发泪沾襟。
置中空有遗书在，
把玩不堪成古今。
于谦离家数千里，为国事操劳，但他还是眷恋家庭的。他曾写到过：“半夜还家归梦好，十年为客宦情微。故园茅屋收成后，啄黍黄鸡想正肥。”（《初冬客途感怀》）于谦是一个有远大抱负的人，但他也是一个有情有义、有血有肉的人。他尊敬父老、爱抚于女、夫妻之间互敬互爱。妻子在世时，他不纳妾，妻子死后，他不续弦。当时的达官贵人，不是姬妾成群，也是三妻四妾，像于谦这样夫妻厮守终身，真是罕见的。在家庭生活中，他也是正气一派。
于谦对于僚属要求严格，但重在教化，而不是重在刑罚。他任河南、山西巡抚时，不允许属下贪污、聚敛，克扣救济的钱粮，他也以教育为主，树立一个学习的榜样。他写过一首《过中牟鲁恭词》诗：
长民曾羡鲁恭贤，
民物熙然各遂天。
境外遗蝗徒扰扰，
桑间驯雉自翩翩。
闾阎风俗犹前日，
史传声华纪昔年。
寄与郎官勤抚字，
循良衣钵要人传。
鲁恭是东汉时期中牟县令，在任期间，政绩粲然。河南尹袁安曾派人去中牟察访。使者巡察后，认为“蝗不入境，化及禽兽，童有仁心”，这些都是鲁恭在中牟教化的成绩。于谦要自己的郎官，也要继承古时循吏的作风、品德，抚恤百姓并做出成绩来。
于谦秉公办事。景泰二年（1451年），右副都御史、大同巡抚年富，性情急躁，执法严格，开罪于人。于是遭人的诬告因而获罪，作为兵部尚书的于谦，深明实况，特向朝廷给予申辩。事实大白后，于谦又支持年富积极整饬边务。
于谦办事认真，任兵部尚书，“目视指屈，口具奏章，悉合机宜。僚吏守成，相顾骇服”。当时军事形势多变，于谦军务处理得当，僚吏十分佩服。但于谦对属下的要求也是十分严格的。号令明审，就是勋臣、宿将，违犯了军纪，行为偏离规范，照样立即请旨，严肃地谴责。景帝信任于谦，对于谦的论奏，无所不从；景帝用人，也要征求于谦的意见，于谦从不避嫌怨，照实直言，无有隐瞒。于是一些人得不到职务，或职务不称心者，对于谦就非常嫉恨。在击退瓦刺之后，都御史罗通即上疏，弹劾于谦报上的功劳簿，不符合事实；御史顾確上书，弹劾于谦办事大专横；还有一些御史，也屡次上疏弹劾。由于景帝深知于谦的为人，力破众议，使他们的意图无法得逞。于谦才能不受干扰的秉公办事。
六名垂青史
于谦的公正刚直，疾恶如仇，得罪了一些奸佞小人；他的功勋卓著，深得景帝的信赖，又遭一些奸臣的嫉恨。