当年蒙古瓦剌部首领也先在“土木堡之战”中大败明军后，便浩浩荡荡率大军攻打了北京城。

　　此时明朝最有战斗力的部队、精锐的骑兵都已在这次战役中失陷，北京城几乎就是一座不设防的城市。面对这种情况，兵部紧急调南北两京、河南的备操军，山东和南京沿海的备倭军，江北和北京所属各府的运粮军，立马赶赴京师。

　　可即便这样，满打满算也不过才20万人，而且大多还没有什么战斗力。

　　怎么办？面对强敌，此时的兵部侍郎于谦断然下令：将领不顾士兵自己先行后退的，斩将领；士兵不顾将领先行后退的，斩士兵；部队集体逃跑的，后队斩前队。在如此严厉的军令面前，将士们都抱着拼死抵抗的决心。

　　随后，于谦又名大将石亨在德胜门找了一排空房子，秘密安排神机营带着火器埋伏在里面。

　　神机营是什么？

　　当时明朝禁卫军有三大营，神机营便是其中之一，是专门掌管火器的一支特种部队。这支部队对外可征战，对内可护卫京师，是由朝廷中央直接指挥的一支机动部队。全营共有5000人，其中步兵3600人，全部配备火铳；炮兵有400人，配备野战重炮160门、大连珠炮200杆，还有炮兵防身用的手铳400杆；外加骑兵1000人。

　　这支部队是中国乃是全世界最早的独立枪炮部队，比西班牙的火枪兵还要早100年。

　　安排好神机营之后，于谦叫一些骑兵故意做出休闲散漫状，稀稀拉拉，三三两两地东游西逛。也先看到这个情况后，立马就派出了一万骑兵，迅速攻向德胜门。结果当他们逼近德胜门时，忽然就听到枪炮齐鸣，硝烟四起，密集的枪弹和炮弹快速从空房子中喷射而出。

　　当时神机营采用的是一种名为“三段式”的射击方法，就是：把士兵分为三排，最先射击的是第一排处于队列1、3、5、7、9、11等位置的士兵；紧接着是处于队列2、4、6、8、10、12等位置的士兵射击。第一排的士兵在每次射击完之后，立马将空枪递交给中间一排的士兵，并从他们手中接过已经装好弹药的神机铳。

　　中间一排的士兵从第三排士兵手中接过已经装好弹药的神机铳，快速递给第一排士兵，同时将前排士兵递过来的空枪交给第三排士兵。简单来说，第三排士兵就是负责装弹药的。

　　这样一来，就保证了可以对敌人连续不断的射击，从而使得敌人没有丝毫喘息的机会。这个方法其实并非于谦发明的，而是明朝初年的名将沐英首创。此战法又领先了世界200多年。

　　这突然冒出来的一出，打得瓦剌兵措手不及，刹那间被打得是人仰马翻，鬼哭狼嚎的，不一会儿便死伤惨重，只得狼狈逃跑。他们回头又去冲向了西直门，谁知还没站稳脚跟就再次遭到了迎头痛击。随后他们又冲向了土城，同样没有占到丝毫便宜。

　　双方接连战斗了很多次，每次都是以瓦剌兵的失败而告终。也先待了五天，没捞到一丁点的好处，他担心明朝的援军赶到，不敢恋战，只好灰溜溜地逃回了大漠。可即便是在他撤兵途中，也被于谦一路追打到了紫荆关。