大同，古云中之地，明代因地近“北虜”，而且為京師的防御右翼，軍事防御任務頗重。既有山西行都司、大同鎮及諸多衛所錯置，又有來自山西都司、河南都司的邊操班軍。因地勢相對平坦，易攻難守，大同軍鎮防御中多有修筑邊墻、軍堡、挖壕塹的現象。嘉靖三年（1524）七月，因修筑大同鎮北五堡，徙鎮卒戍守，發生了第一次兵變。早先御史張欽奏請修復大同鎮城北部舊有的宣寧、水口、黑山3堡，增兵戍守。二年九月，巡撫張文錦又在張欽的基礎上提出于鎮城東部陽和界、西部大同左衛界分別增筑柳溝堡與樺溝堡，得到朝廷允準。三年七月，水口等五堡修筑已近尾聲，張文錦按原議從鎮城官兵中選調2500名舉家遷至新堡戍守。鎮卒既不滿勞役，又憚于五堡離鎮城較遠，極易受蒙古抄掠，多不愿徙戍。參將賈鑒受命催督軍兵赴邊，杖責軍兵隊長，鎮卒郭鑒、柳忠等遂倡亂，殺賈鑒。張文錦擔心亂兵勾連北虜，遂派遣副總兵時陳、游擊葉宗等招撫之。但亂兵還鎮后，張文錦夜捕管隊官關山等。亂兵恐懼，又相聚攻掠行都司、鎮巡官署及武庫，釋放獄囚，殺死張文錦。八月，朝廷原擬專為撫處，并改派鎮巡官。后又改為整兵相機征剿，大同情勢再度惡化。十二月，大同總兵桂勇誘殺郭鑒等，郭鑒之父郭疤子與徐氈兒、胡雄等聚眾攻桂勇住所，代王、潞城王、博野王等紛紛外逃。大同巡撫蔡天佑等人奏請朝廷寢兵，對亂兵分化瓦解，擒斬首惡，赦其脅從。四年三月，最終平息。

十二年十月，第二次兵變，發生于蒙古部渡河屯駐大同塞外，大同總兵官李瑾提議在天城左孤店等處疏挖濠塹40里抵御蒙古騎兵，得到總制劉源清認同，限令三日完工。由于李瑾平時統馭士卒苛刻，催督工事又多捶楚，遂激起王福勝、王寶等倡亂，從者六七十人。亂兵燒帥府，殺李瑾，圍巡撫衙門。總制劉源清一味秉持強力彈壓之策，并重提五堡兵變舊事，向朝廷肆意渲染大同情勢，遂進一步激化事端。十三年正月，蒙古小王子寇大同塞，亂兵鼓噪呼應。二月，朝廷調整平亂政策，以張瓚代劉源清。戶部督餉郎中詹榮等人策反參與兵變的指揮馬升、楊麟等，捕殺兵變主要首領黃鎮及重要成員許璋等，兵變遂告平息。

兩次大同兵變，皆為修筑邊防工役引起，上官苛責鎮卒激起素怨。亂兵人數不多，但事端卻在軍政官員處置失策中不斷升級，對當時的北邊防御一度造成不利影響。兵變平息后的幾年里，不少邊臣因噎廢食，不敢興起正常邊政建設。