平叛之后，于谦因功被委以重任，被任命为河南、山西两地的巡抚。这两个地区，不仅地域广阔，而且地处要冲，治理难度颇大。然而，于谦以其非凡的管理才能和清廉公正的人格魅力，很快赢得了当地民众的爱戴与尊敬。他勤勉务实，深入民间，了解民情，积极解决百姓疾苦，严厉打击贪腐行为，使得两地的吏治清明，社会秩序井然。在经济上，他鼓励农耕，兴修水利，促进了农业生产的发展；在司法上，则力求公正无私，确保法律面前人人平等，大大提升了官民之间的和谐度。
三、土木堡之变，力挽狂澜
正统十四年（1449年），大明帝国遭遇了前所未有的危机——“土木堡之变”。明英宗朱祁镇在宦官王振的怂恿下，不顾群臣劝阻，执意亲率大军北征瓦剌，结果在土木堡（今河北怀来县境内）遭遇惨败，英宗本人也被俘虏，消息传来，朝野震动，京城上下一片恐慌。
在这样动荡不安的时刻，朝中出现了主张南迁避难的声音，认为应将都城迁离北方前线，以避开瓦剌的锋芒。然而，正是在这国家危亡的关键时刻，于谦站了出来，表现出了非凡的勇气与决断。他坚决反对迁都，认为此举将严重动摇国本，损害大明的尊严与士气。于谦力陈坚守北京的重要性，强调只要上下一心，凭借坚固的城防和人民的力量，完全有可能击退敌军，保卫国家的安全。
于谦的坚持与远见卓识，最终说服了代理监国的郕王朱祁钰（后来的明代宗），并被任命为兵部尚书，全权负责组织防御。接任此职后，于谦迅速行动，采取了一系列果敢有效的措施。首先，他稳定军心，紧急招募新兵，补充前线损失，同时调整将领，罢免了一批无能之辈，提拔了一批有才能的将领，如石亨、范广等，确保了军队的战斗力。其次，他加强了京城的防御工事，不仅修补城墙，还增设了火器装备，提高了城防的科技含量。更重要的是，他制定了周密的防御计划，根据北京的地理特点，于京城九门外布下了严密的防线，构建了一套攻守兼备的防御体系。
在战争的紧要关头，于谦更是身先士卒，亲自督战，激励士兵英勇抗敌。他的身影出现在最危险的前线，与士兵同甘共苦，极大鼓舞了明军的士气。1449年秋天，瓦剌大军逼近北京，但在于谦指挥的明军英勇抵抗下，多次进攻均未能得逞。经过数日激战，瓦剌军队意识到短时间内难以攻克北京，加上后勤补给困难，士气逐渐低落，最终被迫撤军。