明正统十四年（1449）虽然是个平静的年份，明蒙通过朝贡的形式往来边关相安无事，但身为锦衣卫都指挥佥事的郭登嗅出了火药味。

　　朝贡本来带着一种万国来朝的荣耀，往年有多少贡使没人认真细数，让瓦剌部高兴而来欢喜而回。但那一年掌权的宦官王振较了真，指出朝贡人数造假，并以朝贡的驽马多为由削减当年马匹价格的4/5来回击这种造假行为，双方通过朝贡缔结的友谊之船说翻就翻了。

　　这年6月瓦剌部落纠集大军分4路向明朝宣战，其中一路大军由称雄西北的首领太师淮王也先亲自率领进攻大同。几次大战后大同镇军人死伤无数，战斗力锐减，只能城门紧闭，依靠城高池深苦苦支撑。

　　大同镇告急的奏表飞向朝廷。6月17日，郭登成了随英宗朱祁镇御驾亲征的50万大军中的一员，只是当时在奔大同的路上郭登心情是沉重的，也是悲愤的。过怀来、至宣府，风也急、雨也急，沿途看到的多是四处逃难的灾民，而出行没几日50万大军的粮草供给也成了问题，主事的太监王振不懂军事却指挥着大军的行程。郭登看出了其中的凶险，建议皇帝的车驾应该迅速驶入紫荆关可保证安全，但是被王振断然否决了。

　　入夜大军居然住到了防御工事简单、地势较高的土木堡，堡内无泉，而且离水源地较远，这其实是兵家大忌。郭登和众将再次建议应该连夜退居怀来城相对安全些，可他无法说服那些掌权的宦官们。果然，很快战事便起，瓦剌伏兵四起，大军被也先主力包围，顿时大营中人马失序。八月十五这一仗，身为锦衣卫的郭登拼命左冲又杀，但遇到的是瓦剌部落的精兵强将，这一仗结束后，护驾的英国公张辅、泰宁侯陈瀛、驸马都尉井源等众多忠勇战将战死，皇帝朱祁镇下马束手就擒。监军的太监王振死于愤怒的护卫军人之手，50万大军七零八落。

　　侥幸逃脱的郭登把脸上的血污擦了擦便接到了新的指令，大同守军缺员少将，他被就地升任都督佥事、兼大同参将，协助刚到任不久的大同总兵广宁伯刘安镇守大同，大同镇太需要像郭登这样的忠勇之士了。

　　郭登到任，看到大同镇城的守防情况孱弱，士卒还能跨马征战者也就数百人，战马只余百匹。入城后郭登开始了整修城墙、修缮兵器、安抚士卒等一系列事宜，还得稳定城内将士低迷的情绪。他在演兵场上掷地有声地表态：“吾誓与此城共存亡，不令诸君独死！”他的行为，让守城的军人感觉到了温暖，有了主心骨。

　　朝中郕王朱祁钰监国后，郭登进升为都督同知，充任大同镇副总兵。不久总兵刘安却以英宗允诺封他为侯的原由离任回京，朝廷加封留守大同镇的郭登为总兵。

　　成为俘虏的英宗皇帝被瓦剌军人挟持到大同城下，要进城，郭登知道是也先的计策，城门一开便会有瓦剌大军借机冲进来，大同城不保，大同城一旦失守明朝的北大门便会洞开。如果不开城门，为人臣子会有违圣命。但郭登心系大明、心系百姓，只能硬起心肠说：“臣奉命守城，不知其他。”

　　大同城不时被瓦剌部袭扰，景泰元年，郭登变被动守城为主动出击，在沙窝一带的阁老山下以800兵破敌数千骑，杀敌200余人，夺回不少人畜和弓械，让大同镇的军人军威大振。为了抵御呼啸而来又席卷而去的瓦剌骑兵，郭登制造出偏箱战车400辆，内藏火器，战车可布列成阵，作为各个军堡的守城利器。他还设计“搅地龙”“飞天纲”等战阵，挖掘深壕，上面再盖上土木，看不出痕迹，但当瓦剌骑兵冲进战阵时，士兵们便发动机关，大片土地塌陷，让对方人马全部深陷其中……就是靠着这些智谋，让孤悬前沿的大同镇城平安无事。

　　由于郭登对大同城的固守，让也先部挟持皇帝攻下大同的计划屡屡落空，再加上郭登的战法出其不意，让也先部连吃败仗不得不退回大漠。朝堂上监国的朱祁钰成了新的皇帝，英宗已经成为太上皇，让瓦剌部觉得掳掠到手的英宗成为烫手山芋，这也让英宗皇帝虽然受到了被掳掠之辱，却保全了性命。朱祁镇最终被迎回了中原，大明王朝也度过了土木堡之变后的军事危机。瓦剌部退回大漠后，大同城安全了，郭登感觉到自己的任务终于完成，肩上的担子也该卸下了。那日郭登挥笔写下了：“三岁春风客未归，边城无事暂幽栖”的诗后，他突然思乡了。铁打的城墙流水的边将，大同城已经相对安全了，他渴望过一种比较闲适的生活。

　　景泰二年(1451)，郭登上疏“大同极临边境，实为要冲，达贼若来首先受敌，臣身衰老已成痼疾，两眼昏花不能操练军马”为由请求离任回京，却被皇帝以“大同虏寇往来之地，必得老将镇守，郭登辞老不允”的原由拒绝了。皇帝还听从郭登的建议，为大同镇调配了清廉刚正的年富任大同巡抚。年富到大同任上，整顿法度、体恤民情，上奏请求免除了秋赋，撤除几个州县的税课局，停止让太原的民众从大同转运出粮饷等。

　　后来郭登卸任回京时，大同城的父老十分感念郭登为百姓所做的一切。