奋力鼓舞士气，督促战斗，瓦剌骑兵还是很快占据了山顶，取得地利之便。瓦剌军箭石乱发，明军死伤大半，队伍开始溃散。吴克忠下马跪射瓦剌军，射完最后一支箭后被瓦剌军重重包围。他丝毫不惧，依旧奋勇杀敌，用短枪格杀数十人。最后，吴克忠、吴克勤兄弟均力尽战死，担任后卫的明军全军覆没。
败报飞至，朱祁镇大惊失色，愈发手脚慌乱起来。他不召张辅等身经百战的武将，只传宦官王振进帐。二人商议之后，又派成国公朱勇、永顺伯薛绶率四万明军前去救援吴部。
薛绶原名寿童，与吴克忠、吴克勤兄弟同为蒙古族人，朱勇则是靖难名将朱能之后。二人求战心切，冒险进军至鹞儿岭[19]，结果陷入瓦剌的埋伏。明军猝不及防，仓促抵挡一阵后，全军溃散。
明援军主帅薛绶战到弦断矢尽，仍用空弓顽强抗击敌军。瓦剌军俘虏薛绶后，恼怒他顽强抵抗，将他残酷地肢解杀死。之后方才知晓薛绶原来是蒙古人，杀死他的瓦剌军士很是后悔，哭道：“此吾同类，宜勇健若此。”朱勇、薛绶相继战死后，近四万明军骑兵几乎全部损失。
朱祁镇听到吴、薛两军相继败亡的消息后，吓得魂飞魄散，先前亲征时要与敌军决一死战的勇气荡然无存，急忙下令全军急速逃跑。
土木堡位置图
此时，追袭的蒙古瓦剌军队不过两万，而明军却有几十万，实力对比悬殊，而占有绝对优势的一方竟然要奋力逃跑，实在是历史上少见的咄咄怪事。
傍晚时分，逃跑的明军大队人马到达土木堡[20]。土木堡位于长城内侧，与榆林堡、
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