朱祁镇是宣宗朱瞻基长子，其母为孙贵妃。宣宗卒时，祁镇才9岁，朝臣有人欲立哀王为帝。经大学士杨士奇、杨荣等一番努力，排除异议，终使朱祁镇于正月初十即皇位，以次年为正统元年。二月，朱祁镇尊皇太后为太皇太后。太皇太后掌握国家的军政大权，下令停办一切不急之务，斥去宫中玩好，勉励幼小的皇帝好学上进。这使仁宣时期政治较好的状况在正统初年仍然得以延续，“海内富庶　，朝野清晏”，“ 纲纪未弛” 。这时杨士奇、杨荣、杨溥等元老重臣仍在朝中发挥重大作用，他们遵宣宗遗嘱，协助太皇太后辅佐幼主，对稳定政局，保持“清明”局面，起到了积极的作用。

北京建成观象台

现存于北京东城建国门西南角的古观象台建于明英宗正统年间（1436～1449）。

明永乐四年（1406），明成祖朱棣决定迁都北京，天文仪器则仍留在南京，故钦天监人员只能在北京城东南城墙上仅凭肉眼观察天象。正统二年（1437），钦天监派人去南京，用木料仿制宋代浑仪和元代简仪等天文仪器，运回北京校验后浇铸成铜仪。正统七年（1442），修建钦天监、观星台，并安装仪器。台址就在今北京的古观象台。后来正统十一年（1446），又建造晷影堂。从此，北京古观象台和台下西侧有了以紫微殿为主的建筑群，基本上具备今天所看到的规模和布局。

土木堡之役

元末明初，蒙古分裂为三部，即兀良哈部、鞑靼部、瓦剌部。瓦剌经过长期发展，势力增强，瓦剌首领也先统一蒙古三部，并有吞并中原之心。正统十四年（1449）七月，也先分东、西、中三路进攻中原，北疆告急。明英宗在太监王振怂恿下率兵亲征。由于仓猝出兵，军伍不整，粮饷不齐，军队情绪低落。八月一日英宗抵达大同，也先佯败，诱明军深入。王振因前方败报踵至，惊慌失措，挥军急退。归途中，王振为了炫耀乡里，不听大同总兵要英宗速入紫荆关的建议，反邀英宗至蔚州（今河北蔚县），以访其家。行四十里后，王振恐大军过境损坏家中庄稼，又令军队转道宣府。十四日英宗一行停驻在土木堡，被也先部队合围。明军无水可饮，陷入困境，英宗遣使请和。也先佯许，诱使明军移营出城，瓦剌军趁机四面围攻。明军仓猝间人马蹈藉，死伤无数。明英宗突围不成，被俘。战斗中，护卫将军樊忠锤死太监王振。此一战役，明军死伤数十万，文武官员死伤50余人。英宗被俘消息传来，京城混乱。廷臣为应急计，合请皇太后让郕王朱祁钰即皇帝位。皇太后同意众议。郕王于九月六日登基，即代宗，以次年为景泰元年，遥奉英宗为太上皇。瓦剌自俘虏明英宗，遂大举入侵中原。他们以送太上皇为名，令明朝各边关开启城门，趁机攻取城池。十月，瓦剌军攻陷白羊口、紫荆关、居庸关，直趋北京。

于谦保卫北京

也先擒得明英宗后，大举入侵中原，使京城人心惶惶。为了稳定人心，九月初六，英宗之弟朱祁钰接受皇太后谕旨，即皇帝位。但仍然有人提出南迁都城。兵部侍郎于谦极力反对此说，要求坚守京师，号召各地武装力量勤王救驾。随后，于谦主持调通州仓库的粮食入京，并调河南、山东等地军队进京防卫。京师粮足兵精，人心稍安。正统十四年（1449）十月六日，也先挟持英宗入犯北京，京城告急，北京保卫战开始。明景帝诏命各地诸王率兵入京，又命于谦全权负责守战之事。于谦分遣诸将率兵22万，列阵于京城九门之外，并亲自与石亨在德胜门设阵，以挡敌人前锋。十三日，于谦派骑兵引诱也先，也先率数万众逼近德胜门。明朝伏兵趁机冲击，神机营火器齐发，败也先于城下。也先又转攻西直门，城上守军发箭炮反击，也先溃退。京师之围解除。

英宗自瓦剌回京