正統十四年（1449年）六月，瓦剌太師也先入侵明朝邊境，明英宗朱祁鎮率二十萬大軍親徵，計劃從大同北上，欲與瓦剌大軍決戰。途中接到密報，瓦剌已做好準備，明軍隨即返回，中途遭到瓦剌騎兵多次襲擾，恭順侯吳克忠、成國公朱勇所部先後被殲滅。剩餘明軍退入土木堡（在今河北懷來），被瓦剌軍隊包圍，明軍大敗，死傷慘重，幾乎全軍覆沒。明英宗的御林軍也死傷殆盡，被瓦剌俘虜。
明朝在這一戰的損失之慘重遠遠不止是這二十萬軍隊，加上之前的陽和衛之戰、鷂兒嶺之戰兩場慘敗，軍隊傷亡約三十萬人。全部裝備火器，最精銳的京師三大營全軍覆沒。此外還有英國公張輔、成國公朱勇泰寧侯陳瀛巨鹿侯、駙馬都尉井源、平鄉侯陳懷、襄城伯李珍、遂安伯陳壎、修武伯沈榮等勳貴武將，戶部尚書王佐、兵部尚書鄺埜、吏部左侍郎兼翰林院學士曹鼐、刑部右侍郎丁鉉、工部右侍郎主永和等五十多名隨軍文官戰死，大明朝廷為之一空。
有人據此認為，明朝開始因此由盛轉衰，之後就開始走下坡路了，但實際上，土木堡之變雖然損失慘重，但由于于謙力挽狂瀾，及時擁立明英宗的弟弟朱祁鈺登基，因此明朝的政局並沒有發生太大的動蕩，國力也很快得到恢復。在北京保衛戰取得勝利之後，瓦剌撤軍，這場戰爭持續時間還不到半年，明朝境內受到的破壞也比較有限。戰爭結束後，于謙主持大局，開始軍制改革，重建軍隊，明軍的戰鬥力很快恢復。
明憲宗成化元年（1465年），此時距離土木堡之變過去16年，南方的大藤峽瑤族土司叛亂，朝廷很快出兵平定。成化三年（1467年），建州女真首領愛新覺羅·董山叛亂，明憲宗命左都御史李秉提督軍務，武靖伯趙輔為靖虜將軍總兵官，率兵徵討建州女真部。明軍分左右哨五道各萬人從撫順關出塞，連續徵戰一月，攻至建州，大獲全勝。建州衛的首領李滿住父子，建州左衛的首領董山等人均被明軍斬殺。
成化六年（1470年），明軍在河套擊敗韃靼。成化七年（1471年），懷遠諸堡之戰，明軍擊敗韃靼。成化九年（1473年），明軍擊韃靼紅鹽池之戰，成功收復河套，蒙古人渡河遠遁二十年。成化十五年（1479年），因為建州女真叛服無常，憲宗命太監汪直監督軍務，撫寧侯朱永為靖虜將軍總兵官討建州女真，並再次命朝鮮國王一起出兵夾擊。 兩個月後，朱永等人上章奏捷：「建州賊巢在萬山中，山林高峻，道路險狹。臣等分為五路，出撫順關，半月抵其境。賊據險迎敵，官軍四面夾攻，且發輕騎焚其巢穴。賊大敗，擒斬六百九十五級，俘獲四百八十六人，破四百五十餘寨，獲牛馬千餘，盔甲軍器無算。」 朱永論功進封保國公，此後百年，明朝再無一人因為戰功得封公爵，包括大名鼎鼎的戚繼光、李成梁、李如松。
成化十六年（1480年），明軍主動襲擊韃靼，取得威寧海大捷。韃靼首領小王子的妻子滿都魯戰死，小王子敗逃。成化十八年（1482年），明軍擊敗韃靼，取得延綏之戰勝利。成化二十三年（1487年），明朝擊敗越南，送佔城國流亡王子古來回佔城復王位。
從這些戰役的結果可見，明軍的戰鬥力不但沒有下降，反而超過了土木堡之變前，明軍屢戰屢勝，明朝不但收復了之前丟失的河套地區，版圖也持續擴張。成化一朝，明朝的軍事政策都是向外擴張的，直到弘治皇帝朱佑樘改變了對外策略，明朝才停止了擴張的腳步。明朝軍事的衰落源自於衛所兵制的破壞，這是一個長期緩慢的過程，絕不是某個戰役能決定的。