明军派兵向马哈木挑战，马哈木派蒙古骑兵冲下山坡迎战，被明军密集的“神机铳炮”射回，只好聚集在山顶。此后明军的东西两翼部队挺进，双方互有死伤。

傍晚，朱棣指挥数百精骑为前锋，火铳随后齐发，骑兵乘势力战，瓦剌部大败，王子等十余人阵亡，数千人被杀，答里巴、马哈木、太平和把秃孛罗脱身逃亡至土剌河[224] 。明军大破瓦剌后，向阿鲁台宣谕捷报，阿鲁台不久后便遣使来朝。[68] 第二年，瓦剌马哈木等遣使向明朝谢罪，恢复了对明朝的朝贡关系。

再征鞑靼

永乐二十年（1422年）三月，明成祖朱棣亲征鞑靼，其主力部队至宣府（今河北宣化）东南的鸡鸣山时，阿鲁台得知明军来袭，乘夜逃离兴和，避而不战。

七月，明军到达煞胡原，俘获鞑靼的部属，得知阿鲁台已逃走，停止追击，在回师途中，朱棣又率军击败一贯支持阿鲁台的兀良哈部，捕斩甚众，兀良哈部的余党诣军门投降。

亲征阿鲁台

永乐二十一年（1423年）秋七月，明成祖再次亲征阿鲁台，九月，明军听闻阿鲁台为瓦剌所败，其部落溃散，便未出兵开战。十月，鞑靼王子也先土干率领部落投降，朱棣封其为忠勇王，赐姓名金忠。十一月明军回到京师。[226]

最后一次亲征

永乐二十二年（1424年）正月至七月，明成祖最后一次亲征鞑靼，鞑靼部首领阿鲁台率军进犯明山西大同、开平（今内蒙古正蓝旗东北）等地。

朱棣遂调集山西、山东、河南、陕西、辽东五都司之兵于京师（今北京）和宣府（今河北宣化）待命。[228] 获悉阿鲁台已逃往答兰纳木儿河（今蒙古境内之哈剌哈河下游），朱棣令全军急速追击。[72]

六月十七日，明军进至答兰纳木儿河，搜索方圆三百里却不见阿鲁台部踪影，因所获甚微，明军粮尽，朱棣只得下令班师回朝。

病逝归途

永乐二十二年（1424年）七月十八日，朱棣死于北征回师途中的榆木川（今内蒙古多伦西北，确切位置有争议）。[73] 这时六师在外，京师无主，明成祖左右商定绝对不泄露皇帝逝世消息。内臣马云与大学士杨荣、金幼孜商议，将军中的锡器收集起来熔成一椑（棺），将朱棣收殓。又将椑放在辇上，每天早晚照常上膳。大军继续朝京师进发，同时派人密报太子。[74]

不久太子朱高炽（即明仁宗）即位，明成祖被安葬于北京天寿山长陵，与徐皇后合葬，尊谥称“体天弘道高明广运圣武神功纯仁至孝文皇帝”，庙号太宗。[269]

明世宗嘉靖时，明廷认为其“再造之功，同于开创”[223] ，改为明成祖。谥号启天弘道高明肇运圣武神功纯仁至孝文皇帝，简称文皇帝。