元末明初，明軍將蒙古統治者逐出中原，北室北遷之後，幾經變遷，到永樂初年，蒙古已經分裂爲韃靼和瓦剌兩大部分，雙方鏖戰不休。永樂年間，明廷與瓦剌經過互相遣使通問之後，明廷於永樂七年正式冊封瓦剌諸頭目。而在此之前，韃靼發生內亂，大汗鬼力赤死亡，本雅失裏繼任大汗。本雅失裏即位之後，殺了明成祖派遣的使者，而且在明邊境剽掠。明成祖遂派淇國公丘福爲鎮虜大將軍總兵官，率師十萬，北征韃靼。丘福率師深入蒙古腹地，在臚朐河(即克魯倫河)陷入蒙軍的重圍之中，全軍覆沒。明成祖大怒，決定於永樂八年親自率軍北征韃靼。明成祖分別在永樂八年、永樂十二年、永樂二十年、永樂二十一年、永樂二十二年進行了五次北征，本文將對其首次北征予以簡析。
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戰區地理環境
蒙古高原，東面有大興安嶺山脈，西面有帕米爾高原派生的山脈，中間分佈着河川、湖泊、沙漠、草原、森林、丘陵等。
蒙古高原氣候乾燥，年降雨量稀少，與農業地帶相比，是缺水的區域。晝夜氣候差異比較大，冬寒夏熱，冬夏氣候差異也很大，五六月間爲風季，常形成夾帶沙塵的風暴。
韃靼的根據地在斡難河(即鄂嫩河)、臚朐河一帶，每年的春夏之交，這裏水草茂盛，是遊牧的好地方。這一帶也是明成祖首次北征的主戰場所在地。
雙方動用兵力
明成祖率領的明軍號稱五十萬，其中包括過去在戰爭中歸降的蒙古軍、還有女真軍，及向朝鮮徵調的馬匹。作戰部署如下：
中軍： 清遠侯王友 安遠伯柳升(副)
左哨： 寧遠伯何福
右哨： 武安侯鄭亨
左掖： 寧陽侯陳懋 都督曹得(副) 都指揮胡原(副)
右掖： 廣恩伯劉才 都督馬榮(副) 都指揮朱榮(副)
前哨： 都督(兼遊擊將軍)劉江
神機營： 都督(兼驍騎將軍)譚廣
韃靼方面應戰的軍民大約爲二、三十萬，其統帥爲大汗本雅失裏、太師阿魯臺、知院失乃乾等人。
進軍經過
永樂八年正月十五日，明成祖向天地、宗廟、社稷祭告親征韃靼之事，二月，親率大軍由北京啓程。明軍沒有隱瞞征伐韃靼的企圖，於三月九日在鳴鑾戍舉行了大閱兵，陣容東西綿亙數十里，並請來朝貢的瓦剌使者觀看。明軍進軍的速度不算快，經常上午行軍，中午之後休息，甚至還會在途中休息一至數天。明軍後勤的補給方式是，動用武剛車三萬輛，運糧約二十五萬石，隨軍而行。每十日路程，則建築一個城寨，城寨通常都有水源，當前進的明軍缺水時，可以派人回到後面的城寨取水，同時，明軍在每一個城寨裏面貯存了糧草，並留置一部分軍隊守衛。(明軍建築的城寨有“殺胡城”、“滅胡城”等，明軍還利用了洪武年間北征蒙古時遺下的城寨，例如“廣武鎮”就是洪武五年李文忠北征時的屯糧基地)。明軍前進時沿路築城貯糧的主要目的是爲回師做準備。這顯示明成祖最初制訂的計劃是沿原路回師。永樂八年五月一日，明軍到達臚朐河(明成祖改其名爲“飲馬河”)，至此，已經深入蒙古腹地，卻仍未與蒙軍相遇。從明成祖首次北征的進軍過程可以看出，明軍是採取集中兵力的形式，步步爲營地向前推進。
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作戰經過
永樂八年五月五日，明軍首次捕獲蒙軍間諜;五月八日，明軍前進至環翠阜，據一位名叫款臺的明軍指揮捕獲的蒙古人供稱，韃靼發生內訌，大汗本雅失裏率一部分人馬向西欲投奔瓦剌，現在已經到達了兀古兒扎河(即克魯倫河北)，而太師阿魯臺則率另一部分人馬東奔。
就在五月八日這一天，明軍築起一座“殺胡城”，作爲駐屯基地。針對韃靼已經分散爲兩部分的事實，明成祖亦改變了以往集中兵力的佈置，而採取分兵應付的措施。明成祖將明軍分爲兩部分，一部分駐紮在“殺胡城”監視東奔的阿魯臺部，另一部分在明成祖的親自帶領下，攜帶二十日糧，追擊本雅失裏。
當明成祖率軍到達兀古兒扎河時，發現本雅失裏已經離開該地，明軍連夜追擊，五月十三日，明軍到達了斡難河畔，終於追上了本雅失裏，雙方爆發了一場激戰。
明成祖親自登山指揮明軍佈陣，明軍先鋒發起進攻，迅速擊敗了蒙軍，俘虜了一批男女、畜牲、輜重等。
本雅失裏戰敗之後，率領七騎渡河逃跑，明成祖命令遊擊將軍劉江、驃騎將軍樑福追擊，劉江、樑福最後卻空手而還。
明成祖班師回到“飲馬河”，與駐紮在“殺胡城”的明軍會師之後，得到諜報，得知韃靼知院失乃幹率領一部分潰散的蒙軍在廣武鎮一帶，欲嚮明軍投降，明成祖令明軍指揮廓廓貼木兒前往招撫，同時，再次作出分兵的決定，令清遠侯王友、廣恩伯劉才率領一部分明軍回師開平，防備失乃幹。如果失乃幹拒絕投降，則對其予以攻擊。明成祖率領另一部分明軍沿“飲馬河”東進，搜索韃靼太師阿魯臺部。
六月初九，東進的明軍搜索到靜虜鎮(兀兒古納河一帶)時，明成祖通過諜報得知阿魯臺的軍隊聚集在山谷的前面，明成祖象在斡難河與本雅失裏作戰時那樣，親自帶數十騎登上一座山岡，觀察地形，指揮明軍佈陣。
明成祖命令明軍依照地形佈陣前進，左右相距數十里，向蒙軍進攻。蒙軍且戰且退，出沒于山谷間。在此期間，阿魯臺派人詐降，但被明成祖識破。
明軍出動數百名騎兵前出挑戰蒙軍，蒙軍大隊人馬展開反擊。蒙軍反擊時首先衝向明軍的右哨，武安侯鄭亨帶領右哨成功地擋住了蒙軍的進攻。
阿魯臺親自帶領數千騎兵衝向明成祖御營，結果遭到了明軍都督兼驍騎將軍譚廣率領的神機營的射擊。
據史載，神機營爲了能夠保證長時間持續的射擊，通常分爲三排，前一排首先由處於隊列第一、三、五、七、九、十一等位置的士兵射擊，再由處於隊列第二、四、六、八、十等位置的士兵射擊。
前一排的士兵在每一次射擊之後，馬上將神機銃遞迴中間一排的士兵，同時從中間一排的士兵手中接過裝好彈藥的神機銃。
中間一排的士兵一方面負責從前排士兵的手中接過射擊之後的神機銃，並向後傳遞給第三排的士兵裝上彈藥;另一方面負責從第三排士兵的手中接過已經裝好彈藥的神機銃，並向前傳遞給前一排的士兵。當神機營用神機銃重創了蒙軍之後，明成祖親率千餘精銳騎兵衝鋒，利箭如雨般射向蒙軍，阿魯臺在敗退時驚惶失措一度墮馬。明成祖率軍追擊到回曲津，命安遠伯柳升以神機銃射擊蒙軍，銃聲震動數十里，被射中的蒙軍人馬紛紛倒斃。明軍發動衝鋒，斬蒙軍名王以下數百十人。六月十四日，明軍追擊到廣漠鎮才班師。明軍班師時，壓運着一批俘獲的輜重，有一部分依附阿魯臺的蒙古兀良哈部尾隨着回師的明軍，企圖乘機劫掠輜重。明成祖先命數百騎兵埋伏在河曲的柳林裏，再用包囊裝上草來冒充輜重，由十餘騎兵持神機銃在後面護送。蒙軍誤認爲明軍主力已經撤離，遂一轟而上搶奪輜重，明軍等待蒙軍進入埋伏圈之後，馬上躍起用神機銃射擊，同時，明成祖親率精兵殺回，蒙軍大亂，人馬陷入淖泥中，除數十人被俘之外，其餘全部死亡。
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從明成祖首次北征的作戰經過中，可以看出明軍在每一次作戰之前，均弄清楚當面蒙軍的位置。例如明成祖與本雅失裏作戰之前，偵察得知其在兀古兒扎河附近;明成祖派遣一部分明軍招降失乃干時，偵察得知其在廣武鎮一帶;明成祖與阿魯臺作戰之前，偵察得知其在兀兒古納河一帶。
綜上所述，明成祖首次北征，在偵察方面是比較成功的，但明成祖在後來對韃靼的三次北征中(還有一次北征是對付瓦剌，不計算在內)，均弄不清楚當面蒙軍的位置，這表明，韃靼方面已經吸取了教訓，採取了有效的反偵察措施。
另外，明成祖首次北征，神機營在作戰中發揮了重大作用。並對明成祖後來的四次北征產生了深遠的影響。例如在後來永樂二十年的北征中，明軍屯營時，大營居中央，大營之外分駐五軍，步兵在內，騎兵在外，而神機營又在騎兵之外，這意味着一旦與敵人交鋒，神機營必將首當其衝。
在具體作戰時，明軍在首次北征中使用神機銃的一些戰術，亦在後來的四次北征中重複使用。例如明軍先以少數騎兵誘敵，等到敵人大隊人馬反擊時進入神機銃的射程之後，再用大量神機銃射擊，明軍在首次北征與阿魯臺作戰時用了這種戰術，其後在永樂十二年的北征中，明軍與瓦剌在忽蘭忽失溫作戰再次用了這種戰術;再例如明軍先以輜重誘敵，後用神機銃伏擊，明軍首次北征中在廣漠鎮一帶的河曲的柳林裏用過這種戰術，其後在永樂二十年的北征中，明軍於威遠川再次用同一戰術擊敗了蒙軍。
回師經過
前文已經提到明成祖在“殺胡城”作出了分兵的決定，令清遠侯王友、廣恩伯劉才率領一部分明軍回師開平。王友、劉才率軍回到禽胡山一帶，爲了躲避韃靼知院失乃幹率領的蒙軍而繞道應昌，結果導致一些明軍因缺糧而餓死。事後，王友、劉才的避戰行爲受到了明成祖的嚴責。
而明成祖率主力在廣漠鎮一帶班師時，也不再經原路回師，而是折向西南，經過興安嶺的永寧戍、通川甸等地回到開平，七月十七日，回到北京。明成祖率主力在繞道回師的途中同樣出現了缺糧的情況，明軍用俘獲的畜牲來應急，明成祖還下令明軍互相賒糧，並承諾回到關內之後由官方代爲償還。
明成祖最初制訂的計劃是沿原進軍路線回師，並預先在進軍時沿路築城貯糧(例如平胡城)，目的當然是爲回師做準備。但後來戰局的變化致使明軍不能按原定計劃沿原路回師，兩路明軍均繞道回師，明成祖回到開平時，不得不令都督張遠等人重返平胡城，把貯存在該城的糧食運回。
明成祖吸取了首次北征回師時的經驗教訓，在後來的四次北征中主力均按原路回師，充分利用進軍時在沿路預先貯存的糧草，所以不再出現缺糧的情況。
首次北征的後果
明成祖首次北征歷時三個多月，縱橫二三千公里，雖然末能殲滅韃靼部，卻掃蕩了韃靼的根據地斡難河、臚朐河一帶，促成了韃靼內訌，致使韃靼大汗本雅失裏在逃亡途中被瓦剌殺死、韃靼太師阿魯臺稱臣朝貢。
永樂八年之後，韃靼大汗本雅失裏已死，瓦剌的頭目馬哈木、太平，這一刻的明成祖已經成爲了蒙古諸部的最高統治者。
下面是蒙元勢力被迫北遷之後，蒙古諸部的最高統治者的名單，本名單主要根據漢籍整理：
(一)元順帝
(二)愛猷識裏達臘
(三)脫古思帖木兒
(四)坤貼木兒
(五)鬼力赤
(六)本雅失裏
(七)明成祖朱棣
後來，瓦剌及韃靼先後反明，擅立新大汗(例如答裏巴、阿臺等)，從封建名教的角度來看，這些屬於反叛的行爲，明成祖分別在永樂十二年、永樂二十年、永樂二十一年、永樂二十二年對反叛者進行討伐，最後死在征途上。
