于是明太宗大怒，为了解决北方边患直接准备御驾亲征，当即任命明皇长孙：朱瞻基，留守北京，由明户部尚书兼掌行在部院事：夏原吉，随即就发布北征诏告天下，还挑选了明翰林大学士：胡广、明翰林院侍讲：杨荣、明翰林院近侍：金幼孜，为扈从伴读。
随后以明靖远侯：王友，为中队将军，明安远侯：柳升，为副将军、明宁远侯：何福、明武安侯：郑亨，为左右哨兵、明宁阳侯：陈懋、明广恩伯：刘才，为左右两掖负责夹击、明中军都督府右都督：刘荣，为游击将军充作先锋，又命明山西行都指挥使：薛录、明山东都指挥使：冀节，为左右骠骑将军、明平山卫指挥使：侯镛、明常山右护卫指挥使：陈智，为神机将军、明河南都指挥佥事：金玉，为鹰扬将军、明陕西行都指挥使司都事：李文，为车骑将军，分督其不隶属于五军都督府，总计50万兵马，浩浩荡荡从京畿内城出德胜门向北进军。
3月初2日，各路明军集结在永宁卫展开大阅兵誓师仪式。
5月初1日，大军到达胪朐河，明太宗下车驾之后亲自赐名此地为〈饮马河〉，随即就遭到了潜伏在平漠镇的瓦剌铁骑，从平原地带袭击，射箭一枚、留马四匹而撤。
上面还写有劝降书，却直接被明太宗给撕毁了。
5月17日，得知瓦剌骑兵与此不远，遂传令大军渡过饮马河，大战牙账内坐镇的北元鞑靼部完者图汗重创瓦剌铁骑，迫使他们逃遁，明太宗则率领轻骑追击至斡难河与之再战，又打败瓦剌步骑军队，导致北元鞑靼部完者图汗仅以七骑逃出，明军依然追击不舍。
5月20日，明太宗下令分兵追击北元鞑靼部太师，而北元鞑靼部太师自己熟悉地形，又占尽地利之势，便且战且退，使得明军处于被动无奈形式，只能派遣人来召降。
但北元鞑靼部太师却犹豫不决。
因此双方相持多日，明军虽然时有小胜，但都因天气炎热明军士兵饥渴不能持久，才于6月15日，下令班师！
7月17日，回到顺天府。
7月21日，回回部族首领：阿剌马牙，斩杀明陕西行都指挥使：刘秉谦，占据肃州卫开始反叛，并约赤金蒙古守御千户所、安定卫、罕东卫、曲先卫、阿端卫、沙州卫，为援。
然而赤金蒙古守御千户所念及大明皇恩，不打算与叛军同流合污，便暗自让诸卫名义上同意联合反叛，实际上则一边上奏朝廷，一边率领部下擒拿阿剌马牙交给朝廷。
此事让明太宗得知后大喜，直接重金嘉赏，还改升赤金蒙古守御千户所为〈赤金蒙古卫〉，授封：塔力尼，为赤金蒙古卫指挥佥事，其部下三人也都封官。
至此叛军独自奋战，后被明沙洲卫千户：朱迪，率军围攻最终平定。
8月20日，明太宗在京畿外城广宁门外，设立了（京军三大营）既；五军营、三千营、神机营，皆装备有大明帝国最精锐的火器；火门铳、霹雳炮、大连珠炮、防用手铳、野战重炮、碗口炮、盏口铳、铁铳、铜铳、单眼铳、水雷、土雷、神枪、神炮、单发火箭、多发齐射火箭、多火药筒、并联火箭、有翼火箭、多级火箭等。
神机营与明初创编的都司卫所驻军编制不同，其最高编制级别为〈营〉，营编提督内臣设2人、武官2人、掌号头官2人，营下编中军、左掖、右掖、左哨、右哨共五军，各设坐营内臣1人、武臣1人，除中军下领四司外，其余各领三司；每司设监枪内臣1人、把司官1人、把牌官2人。
营专门练习神枪、神炮，又得明大宁都指挥佥事：谭广，献马5千匹，使得军队阵容扩大又称为〈五千下营〉依附于「神机营」设官如神机营以下各军，营下编四司，每司设（把司）官2人。
大明前期京军三大营编制全营兵力；步兵3600人全配备火器、骑兵1000人、炮兵400人管理野战重炮及大连珠炮，共计官兵5000人。
装备火器有；霹雳炮3600杆（步兵火铳）合用火药9000斤、重八钱铅子90万个、大连珠炮200杆（多管火铳）、合用弹药675斤、手把口400杆（炮兵防身用手铳）、盏口将军160位（野战重炮）都配备有，号称大明帝国最强天子亲军护卫队。