1449年九月拥立新君，稳定政局为了断绝瓦剌利用英宗进行政治讹诈的企图，于谦与群臣一同劝请孙太后，拥立英宗之弟郕王朱祁钰为帝，即明代宗（景泰帝），遥尊英宗为太上皇。此举使明朝的指挥中枢得以重新确立。
1449年十月领导北京保卫战瓦剌太师也先挟持英宗，兵临北京城下。于谦亲自披甲持剑，在德胜门外指挥作战。他调集重兵，严令诸将出城迎敌，并下令“临阵，将不顾军先退者，斩其将。军不顾将先退者，后队斩前队。”明军士气大振，经过数日激战，屡挫瓦剌精锐，成功保卫了北京城。
1450年加强边防，迫还英宗。北京保卫战后，于谦继续整顿京营军制，创立团营，加强边防。也先见无机可乘，在军事和政治上均未能得逞，被迫于景泰元年将英宗释放回朝。
功高权重与晚年悲剧（1450–1457）
1450-1457年(景泰年间)总理朝政，励精图治于谦作为景泰帝最倚重的大臣，日夜操劳，处理繁重军国政务。他生活简朴，居住的府邸仅能遮蔽风雨，景泰帝曾赐其府第，他坚决推辞。他忧国忘身，口不言功，但因其性格刚直，不结党营私，也得罪了部分朝臣，包括石亨、徐有贞等。
1457年(景泰八年)正月夺门之变。景泰帝病重，石亨、徐有贞、宦官曹吉祥等人勾结，发动“夺门之变”，迎立被软禁在南宫的明英宗朱祁镇复辟。
1457年(天顺元年)正月二十二含冤遇害。英宗复辟后，石亨、徐有贞等为报复旧怨并巩固自身权力，诬陷于谦“意欲”迎立外藩（即谋反）。英宗虽心知于谦有功，但在徐有贞“不杀于谦，此举为无名”的蛊惑下，最终下旨将于谦在崇文门外处斩，其家被抄。于谦临刑前，悲愤交加，天下冤之。史载“死之日，阴霾四合，天下冤之。”
身后平反与历史评价（1457年后）
1465年(成化元年)平反昭雪。明宪宗朱见深（英宗之子）即位后，为于谦平反昭雪，恢复其官爵名誉。
1489年(弘治二年)追赠谥号，立祠纪念。明孝宗追赠于谦为特进光禄大夫、柱国、太傅，谥号“肃愍”。后在杭州故居建“旌功祠”祭祀。
1573年(万历元年)改谥“忠肃”。明神宗改谥号为“忠肃”，此后多称于谦为“于忠肃公”。
后世影响不朽的丰碑于谦与岳飞、张煌言并称“西湖三杰”。其一生清正廉明，忠勇为国，尤其在危难之际力挽狂澜，保全了明朝的江山社稷。其诗作《石灰吟》：“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲。粉骨碎身浑不怕，要留清白在人间。”正是其一生的真实写照，激励了后世无数仁人志士。
总结：于谦的一生，是忠勇、清廉与悲剧的交织。他以其非凡的胆识和政治魄力，在帝国最危急的时刻挺身而出，拯救了国家，其功绩彪炳史册。然而，他最终却死于腐朽的宫廷政治和帝王私心，成为明代历史上最令人扼腕的冤案之一。但他那“清白在人间”的高尚品格和力挽狂澜的功业，使他超越了时代的局限，成为中华民族精神脊梁的象征。