正德十二年九月，蒙古那边的暗探传回消息，说大明这边有异常情况，张钦被换下了，是太监谷大用镇守。鞑靼小王子一直头疼张钦和孙玺，还有那个已经在军中崭露头角的少年先锋李泾，既然宿敌被撤换了，他认为是个好机会。

在小王子的命令下，蒙古五万骑兵开始在玉林卫周围进行集结，意图大规模的进犯明朝边境。朱厚照接到探报后，露出了期待已久的表情，他迅速集结最有战斗力的军队，准备与鞑靼小王子进行一场大战。

在皇帝的命令下，大同一带的守军，开始做出部署，以大同为防守核心，总兵官王勋，副总兵张税，游击将军孙镇驻守大同。在大同四周布下重兵，大同外围的聚落堡由辽东参将萧滓驻守，大同东北的天成卫由宣府游击时春驻守，大同西北的阳和卫由副总兵陶杰，参将杨玉，延绥参将杭雄驻守，打通西南至偏头关一线上的平虏卫由副总兵朱銮驻守，北长城脚下的威远卫由游击周政驻守，这是战斗的前沿。军令如山，六万明军火速布置好，严阵以待五万蒙古骑兵到来。

十月，朱厚照亲率军队来到顺圣川，出乎意料的是，十五日，蒙古骑兵并未直接进攻大同而是分道南下，前沿的明军已经和蒙古军队交战。考虑到朱銮和周政的兵力薄弱，朱厚照立即驻扎在大同周围的时春和萧滓带兵驰援，同时要求大同参将麻循等人带并尾随到蒙古骑兵背后，牵制其南下，并调集宣府各处的军队来到战场。

十八日，在应州城西北的绣女村，明军王勋部和蒙古骑兵遭遇，双方展开激战，蒙古人战斗了一会便立即脱离战场。十九日，明军的其他一人和王勋会合，在应州城北的五里寨死死阻击蒙古人，双方激战到黄昏，蒙古骑兵无法取得优势，只好暂时退却。二十日，王勋带并出城主动攻击蒙古骑兵，双方在应州城附近的涧子村遭遇，展开大战。蒙古人人数略占优势，明军立即派萧滓，时春，周政等人前往援助，但是蒙古人派人对援兵进行阻截，使得两边的明军不能会合，情况十分危急。后方指挥的朱厚照一听之后，龙颜大怒，亲率明军从阳和赶到战场支援。当地明军一见援兵赶到，亲自带兵来到阵前的居然是皇帝陛下，士气大盛，无不拼死作战，将蒙古人逼退。二十一日，蒙古人主动进攻明军，朱厚照亲自率军冲向战场，六万明军士气高昂，奋勇杀敌，朱厚照在阵前亲斩一名敌人。双方战斗激烈，规模空前，都是一次又一次的试图冲击对方阵地，来回拉锯，这场战斗从早上一直打到夜里，蒙古人不得不撤退，第二天，基本全部西去。朱厚照试图集结大军准备对蒙古人再进行追击，但是不幸遇到天气问题，黑沙风暴对作战不利，只好也就此作罢。

应州大捷宣告结束，交战双方死伤无数，而大明朝廷却因皇帝私自出巡，不符合礼数，太过冒险，于社稷江山当作儿戏为由，有意将此事掩盖，便将死伤人数减少至十几人。

皇帝朱厚照出了心中恶气，在事后也没有过多追究此事，其实这是他雄才伟略的一个表现，土木堡之后，中央兵权交由兵部尚书掌管，地方则由巡抚掌管，皇帝的兵权被架空，而朱厚照意外的出击蒙古，既打了蒙古人一个措手不及，又在一定程度上将兵权握在了自己手中。

朱厚照回到宫里，对于曾经冒犯过自己，不听从命令的张钦和孙玺，并未追究治罪，他心中明白这两人是忠心的守关将领。他一方面是出击蒙古，另一方面是出宫游玩，在荒唐的表面下，谁也不知道他的真实想法。

在大内密探那里得知冯牧早已不在塞外的消息，朱厚照略微吃惊，询问密探冯牧的具体所在，得知跟随王阳明学习，朱厚照终于露出了释然又得意的微笑。