明廷接到俺答的書信後，明世宗君臣緊急磋商如何處理，大學士嚴嵩說：“所此搶食賊耳，不足患。”禮部尚書徐階斥責道：“今虜在城下殺人放火，豈可言是搶食?正須議所以御之之策!”世宗贊同徐階的話，並詢問衆臣如何回答俺答書信，徐階說：“今虜駐兵近郊，而我戰守之備一無所有，此事宜權許以款虜，第恐將來要求無厭耳。”世宗說：“苟利社稷，皮幣珠玉非所愛。”徐階認爲無條件應允太失面子，只有勸俺答先撤退，再由大同方面就通貢問題與之周旋。世宗採納了徐階的主張。據蒙古史料記載，“其後漢國大明汗懾於普尊阿勒坦汗之威名，派來名爲楊兀扎克(楊增)之人，謂‘互相爲害不能殺絕斬盡，故不如和好往來買賣通貢。’派名爲阿都兀齊者偕同來使前往，將大軍撤至牆外開始會談，以三萬戶分別進兵逼和，取得極多之田賦之後而回還”。 也就是說明朝允諾了通貢後，俺答便撤兵了。
八月二十三日，俺答率軍撤退。此前，俺答於八月十八日引兵奪白羊口(今北京延慶西南)，以西走塞外，而留餘衆於京城外，以爲疑兵。但到撤退之時，大雨傾盆，俺答認爲白羊口過於狹窄，怕明軍伏擊，乃中途掉頭，一半由高崖口、鎮邊城等處，一半由古北口舊路全部出邊。在俺答北撤白羊口時，仇鸞引兵躡其後，企圖襲擊落伍的騎兵邀功;不料俺答中途折返，明軍不戰而潰，死傷千餘人，仇鸞本人差點被俘。其後俺答長驅至天壽山，循潮河而上，仍由古北口出塞，京師解嚴。九月初一日，蒙古兵全部撤退。[整個庚戌之變期間，“諸州縣報所殘掠人畜二百萬”。其後明世宗追究責任，兵部尚書丁汝夔作爲嚴嵩、仇鸞一黨的替罪羊而被處斬。
庚戌之變雖已結束，但明世宗認爲乃奇恥大辱，對閣臣說：“外域之臣，敢於我前帶信坐觀城池，可歟?不一徵誅，何以示懲!”指示兵、戶二部“先集兵聚糧”，準備出征。又諭仇鸞“卿勿怠此戎務，必如皇祖時長驅胡虜三千里乃可!” 隨後明廷加強防禦措施，改十二團營爲三大營，總三營爲戎政府;修建北京外城，置薊遼總督大臣，轄薊州﹑保定﹑遼東三鎮，募山東、山西﹑河南諸道兵歲集京師防秋，秋後散去，以爲定製;又選各邊鎮銳卒入衛京師，以京營將分練邊兵。明朝北部邊防逐漸加強。
庚戌之變使得明朝政府勉強答應“通貢互市”，實際實施卻拖延反悔，只在次年(1551年)在大同開馬市。但畢竟堅冰已破，而且互市的好處也逐漸爲明朝統治集團所認識，於是，當1570年俺答的孫子把漢那吉負氣出走明朝時，這一偶然事件卻促成了蒙、明貿易的正常化。從此，這塊雙面舞臺自豐州城被毀之後的又一個繁榮期拉開了序幕，而影響更加深遠、持久的走西口人口大遷徙也從此拉開了序幕。
庚戌之變此後20餘年，俺答連年南下擄掠，長城沿線的百姓深受其害，明世宗亦對蒙古深惡痛絕，史載他“苦虜之擾，最厭見‘夷狄’字面……世廟晚年，每寫‘夷狄’字必極小，凡詔旨及章疏皆然，蓋欲尊中國卑外夷也”。[17] 至1570年雙方最終達成和議，明廷封俺答爲順義王，俺答服屬中央朝廷，長城一帶纔開始得到安寧。
