大同方面來的奏疏敘述了兵變起因：前幾年參加兵變的營兵及家屬轉為礦兵、軍匠戶、軍灶戶，被髮到大同城附近的雲崗等地開礦。他們一向沒有什麼待遇，遭遇冒頂等事故被砸傷、砸死，所得撫卹金、燒埋銀極為微薄。
在中秋節到來之際，軍礦戶們所得福利幾乎沒有，怨氣沖天；
另今年六月，兵部、戶部給大同鎮批了一筆工程款，用於在殺胡口外挖一條四十里長的深溝，以禦敵於大同之外。
盛夏六月在大陽底下挖溝，山西按察司大同分使在奏疏中只說了四個字：眾甚苦之。
好不容易八月入秋，天氣涼爽，工程也幹完了，營兵以為可以透一口氣。但大同巡撫劉源清視察過工地，立刻要求返工，且三日內完工。
這些營兵是前幾年從應州、朔州等地衛所調來的，一時群情激憤，要求巡撫更改命令。
進士出身的劉源清哪裡會慣大頭兵的壞毛病，他自創了幾種刑罰，曰攔馬、曰纏腰等，隨機抽了十幾名鬧事的營兵當眾施刑。
酷刑並沒有嚇倒營兵，他們私底下串聯，虛心向挖礦的兵變老前輩取經。
老前輩說：我們五堡之變敢殺巡撫張文錦，你們尚不敢殺總兵朱振乎？
八月八日夜晚，大同有六、七名營兵喝過血酒盟過誓後，召集了六、七十人，舉起火把湧向高官住宅區，欲將殺官的豪言壯語變成現實。
聽到家丁報信，看到燃燒的火把，大同巡撫劉源清、大同總兵朱振等官員如驚弓之鳥，嫻熟地逃出城來。
出城後，文武官員們分析了局勢，認為大同城只有少數人鬧事，大多數士兵都堅守崗位沒有參與，守城士兵甚至開啟城門放官員出城。若當時大家把親兵、家丁組織起來，肯定能反殺亂兵。
如今出了城，後悔也來不及了。
幸好城裡大部分士兵是信得過的，局勢並不壞，應該儘快安撫大眾，只辦首惡，叛亂就當營嘯處理，不要鬧得宣大總督、北京朝廷知道。
黎明後，劉源清派人進城貼了一張告示，號召其他的大同士兵擒賊擒王，把兵變的幾十人抓起來。
但是，告示中最後說朝廷處置上次兵變太寬，被俘虜的叛兵都被寬恕了，這次不再輕饒。
這句話讓所有的大同軍兵恐慌起來。
下午，劉源清派了總兵朱振率三百騎兵進城抓人。
當天夜裡，大同城內所有的軍兵譁變。他們四處放火，並在城裡設定路障與朱振率領的騎兵對峙。
騎兵在城裡無用武之地，又被一道道路障分割在大街小巷中，進退兩難。
劉源清大怒，次日調大同城外的其他衛所官軍攻入外城，縱兵殺掠，號稱洗城。
內城亂兵立刻關閉內城門發動反攻，將官軍趕出大同城。
朱振狼狽逃出城時，正遇上前來共襄盛舉的礦兵，被積怨已久的礦兵一刀兩斷。
至此，大同兵變再也掩蓋不住，城外的大同高層只得向朝廷上奏。
御前重臣對如何處理大同兵變的意見不一，眾說紛紜。反正大同亂兵打不出來，只是依託堅城與官軍對峙，對代王府依然秋毫無犯，朝廷不急於求成解決兵變問題。
楊植三次平定過大同兵變，朝臣中沒有人比他更懂大同，嘉靖決定等楊植回來再做決定。
楊植回到兵部，看過大同各方的奏疏百思不得其解：水稻推廣了，煤礦開挖了，太原的煤鋼聯合體建起來了，照道理大同的經濟總量翻倍增加了，為什麼大同軍兵還要兵變？
兵部尚書王廷相、兵部左侍郎陳洪謨憂心忡忡，與楊植先碰了個頭。
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