嘉祥十五年（420年）九月十六日，柔然可汗挟持被俘的秦襄帝，由恒州、朔州出塞休整。十月在与秦襄帝一起被俘的太监喜宁的唆使下，欲以送还秦襄帝为名，趁势进取洛阳。

白道城之变的消息传到京师后，举朝震动，城内人心惶惶。九月十八日皇太后命皇帝异母弟弟郕王嬴思然监国，召集朝臣商议战守大计。以徐有贞为首的一些大臣主张还都长安；而主张抵抗的兵部侍郎于谦则以楚朝南迁的故事为反对迁都，并对皇太后晓以迁都的利害，征得皇太后的支持。吏部尚书王直、内阁学士陈循等人都赞同于谦，廷议乃决定固守洛阳。

九月二十三日，于谦等人针对当时的危急局面，采取了一系列措施，首先，诛除宦党，平息民愤。秦廷将招致白道城之变的罪魁祸首王尽忠抄家灭族，打击宦党的气焰，初步稳定了内部；

八月二十九日，文武百官请皇太后改立监国郕王为帝，史称秦郕戾王。遥尊被俘的秦襄帝为太上皇。于谦提出“社稷为重，君为轻”的口号。十月一日，嬴思然即位，是为秦郕戾王，改年号为建永明和，这样即使大檀的阴谋不能得逞。举荐人才，调兵遣将，妥善安排。经过一个多月的整军备战，秦军兵精粮足，士气大振，严阵以待。

建永明和元年（420年）十月初一，柔然军挟持被俘的秦朝襄皇帝大举南下。一路经并州进攻轵关，从京师正面吸引秦军。大檀亲率主力3万人经汾州进攻东关，迂回京师。

十月九日，在投降的秦太监喜宁的帮助下，攻占渑池郡，挟持襄帝经新安、东关、河南，于十月十一日进抵洛阳城郊。面对强敌，石亨提出了收兵入城，禁闭9门，依托城池进行固守的建议。于谦认为，柔然势盛，如果示弱，会使敌人更加猖狂。他主张，采用背城决战的方略，将22万大军列阵京城9门之外，并以重兵伏设于西阳门，形成了一个依城为营，以战为守，分调援军，内外夹击的作战部署，准备与柔然军于洛阳城下一决死战。

十月十一日，柔然军逼近洛阳。大檀将军队布置在大夏门以北。于谦派兵迎击柔然军于广莫门，打败也先部队先锋，夺回被俘者一千多人。同时于谦又派人率兵夜袭，以疲惫敌军。

十月十二日，也先将主力列阵大夏门外后，挟持英宗皇帝到西阳门外的土城，要求朝廷派于谦、石亨等高级将领亲自出迎，并索求金帛数以万万计，企图以此将秦军主将擒获，迫使秦朝献城。于谦识破了敌人的阴谋，一方面派出官员朝见襄帝，一方面提出“社稷为重，君为轻”的主张，统一官兵思想，严阵以待，粉碎了大檀的诱骗阴谋。在兵力部署上，于谦审时度势，灵活用兵；在战役主要方向上，隐蔽主力，待机歼敌；在次要方向上，避敌主力，采取小股袭扰，处处出击的策略，迷惑敌军，给柔然军造成错觉。当夜，两路秦军主动出击，斩杀柔然军数百，乘胜而归，使军威大振。

十月十三日，瓦剌军乘风雨大作，集中全力进攻西阳门。于谦命大将石亨在城外民房内埋伏好军队，然后派遣少数骑兵佯装战败以引诱敌人。大檀果然中计，亲率精骑万人穷追不舍。等大檀军进入埋伏圈后，于谦一声令下，秦军开始反击。只见神机营投石车齐发，火箭弓弩多如飞蝗般地射向敌军，秦军前后夹击，大檀部队大败而归。大檀的弟弟孛罗、平章卯那孩等将中炮身死，瓦剌军受到很大打击。大檀发觉秦军主力在德胜门，便集中力量转攻大夏门。丞相孙镗率军迎战，打败大檀的先头部队。由于大檀不断增兵围攻孙镗，孙镗力战不支，退至城下，此时，把守城头的给事中程信，严令不准开城。同时，命城上守军发石弹，火箭轰击柔然军，秦军又从广莫门、西阳门抽兵增援，终于打退了柔然军的进攻。

十月十四日，柔然军又改为进攻广莫门。于谦命守军将城外的街巷堵塞，在重要的地带埋伏好刀斧手、长矛手，又派兵在广莫门外迎战。秦军前队用火箭轰击敌军，后队由弓弩压阵跟入，击退了柔然军的进攻。而此时，郕戾王所派监军太监，率数百骑兵冲击敌阵去抢功，使秦军阵势陷入混乱。柔然军乘势反击，追到西阳门外。在万分危急关头，当地居民纷纷登上房顶，以砖石迎战柔然军。于谦派出的援军也及时赶到，打退了柔然军的反扑。

大檀在进攻洛阳的过程中，到处遭到军民的抵抗和不断袭击。各地的百姓自动组织起来，抗击柔然军的掠夺。北方边陲重镇的守兵，也抱着与城共存亡的决心，誓死保卫国土。大檀进攻洛阳各门屡次遭到失败，中路军在轵关的进攻也受挫，并获悉秦朝各路援军即将到达。唯恐后路被切断，便于十五日夜率一部人马，挟持襄帝嬴注由洛阳向渑池撤退。

柔然军在撤退的路上，一路烧杀抢掠，掠夺了许多物资和人口。而秦军分路追击；石亨大破柔然军于离石镇；范广在固安打败柔然军。大檀一路狂逃，十月十七日，撤出朔州，不久退往境外。东路的脱脱不花军，闻得中路、西路已败，亦立即撤退，并于十月二十日单独遣使进贡，来洛阳议和。至此，秦军取得了保卫洛阳的胜利。

秦朝武士复原图