Dùi mài kinh sử, sáu năm sau vào khoa thi năm Mậu Thìn (1448) có 27 người đỗ tiến sĩ. Xếp thứ 2 trong Tam khôi không ai khác chính là là Trịnh Thiết Trường, ông đoạt học vị Bảng nhãn khiến cho giới sĩ tử và triều đình phải xôn xao.
Vua Lê Nhân Tông gọi riêng Trịnh Thiết Trường vào cung, nhắc lại chuyện trước đây và quyết định thực hiện lời hứa của tiên đế.
Trịnh Thiết Trường vội tâu bày: Đội ơn bệ hạ, nhưng công chúa mới tròn 17, thần đã 70 tuổi, thật không xứng. Xin bệ hạ rút lại lời vàng!.
Quan Thái sử nói rằng, cứ theo như giao kèo trước đó mà thực hiện bởi thiên tử đâu có nói chơi. Vua Lê Nhân Tông cũng phán: Tiên đế từng có lời hứa, ta đâu dám làm trái, hơn nữa phải giữ chữ Tín, nếu không trị quốc an dân làm sao được?.
Cùng chiếm bảng vàng Đệ nhất giáp với Trịnh Thiết Trường có Trạng nguyên Nguyễn Nghiêu Tư - người làng Phù Lương, huyện Vũ Giàng, phủ Từ Sơn, xứ Kinh Bắc (nay là Quế Võ - Bắc Ninh) và Thám hoa Chu Thiêm Uy, người làng Hương Quất, huyện Tứ Kì (nay thuộc xã Kỳ Sơn huyện Tứ Kỳ - Hải Dương).
Cũng có thuyết kể rằng, sau kỳ thi vua Nhân Tông gia ân cho Trịnh Thiết Trường và mấy vị Tam khôi được đi dạo chơi, thăm vườn Ngự uyển. Vua đích thân hướng dẫn họ xem và thưởng thức từng loại hoa. Trong khi hứng khởi, vua Nhân Tông truyền cho phép các tân khoa được hái mỗi người một bông tùy ý. Ai hái bông nào thì vua sẽ lệnh xuất kho lấy vàng đúc bông hoa như thế để ban tặng.
Có một vị đã hái chuối, làm nhà vua phải xuất kho đúc hết 6 cân vàng. Riêng bảng nhãn Trịnh Thiết Trường đã tỏ ra khiêm tốn, chỉ ngắt một bông hoa nhài. Ông cho rằng loại hoa này tinh khiết, mùi hương thoang thoảng bền lâu.
Vua Lê Nhân Tông tỏ ra mến mộ tài đức của Trịnh Thiết Trường nên đã đem công chúa Thuỵ Tân gả cho ông, và trọng dụng thăng đến chức Thượng thư bộ Công, tước Nghi quận công.
Trong khoa thi này, học trò của ông là Nguyễn Nguyên Chẩn – người từng từ chối nhận danh hiệu tiến sĩ cũng tham gia quyết chiếm Tam khôi. Tuy nhiên, Nguyên Chẩn vẫn chỉ đỗ tiến sĩ “Đệ tam giáp”, sau này làm đến chức Khu mật Trực học sĩ.
Giai thoại ngựa ba chân
Theo sử liệu “Đại Việt sử ký bản kỷ thực lục”, mùa thu năm Đinh Sửu (1457) bấy giờ Trịnh Thiết Trường đang giữ chức Hàn lâm viện thị giảng được cử làm Phó sứ sang Trung Quốc, mừng vua Minh mới lên ngôi.
Tương truyền triều đình nhà Minh bày trò tổ chức cho sứ bộ ta làm văn thi tài với nhau xem ai cao thấp. Ông tuy chỉ giữ chức phó sứ, nhưng học vị và văn chương hơn viên Chánh sứ là Lê Hy Cát. Nếu cứ thẳng thừng đua tài học thuật, thì phần thắng ông cầm chắc trong tay.
Song ông nghĩ phải giữ quốc thể, không để người nước ngoài thấy sự ganh đua của đoàn sứ bộ nước ta, nên khi làm bài có câu “Thuyền phương Nam, ngựa phương Bắc”, Trịnh Thiết Trường chủ ý viết chữ “mã” là ngựa sót đi một chấm. Khi chấm thi, thấy văn ông đáng xếp loại nhất, nhưng chữ “mã” 4 chấm mà chỉ có 3, ấy là ngựa què, như tỏ ý khinh thường phương Bắc nên truất xuống một bậc.
Khi đoàn sứ bộ trở về nước, triều đình nhà Minh cấp cho ông một con ngựa què, có 3 chân và ra điều kiện không đi được thì phải ở lại. Trịnh Thiết Trường liền lấy miếng gỗ giống chân ngựa buộc vào, rồi nhảy lên yên cầm roi quất. Con ngựa bị đau phải khập khiễng chạy. Vua quan nhà Minh phục ông biết cách ứng xử, bèn đổi cho con ngựa lành.
Một bản ghi chép khác của Lê Quý Đôn, viết rằng: Tục truyền rằng Bảng nhãn Trịnh Thiết Trường và Trạng nguyên Nguyễn Trực phụng mệnh sang Trung Quốc. Lúc ấy Trung Quốc đương mở khoa thi, liền hạ lệnh cho bồi thần các nước cùng dự thi.
Thiết Trường bảo Nguyễn Trực rằng: Người đỗ khoa này chỉ có tôi và anh, văn của tôi nhiều chỗ đắc ý, văn anh không thể sánh kịp. Nhưng anh đỗ Trạng nguyên ở nhà, tôi đỗ Bảng nhãn, nay tôi hơn anh thì không hợp lý.
Vì vậy Thiết Trường cố tình làm bài cho hỏng đi, viết chữ “mã” chỉ có 3 nét chấm. Đến khi duyệt chấm, Thiết Trường đáng đỗ Trạng nguyên, Nguyễn Trực đáng đỗ Bảng nhãn. Chủ khảo cho rằng Thiết Tường cố ý cho rằng ngựa phương Bắc chỉ có 3 chân, ngựa què, có ý khinh nhờn, liền thay đổi thứ tự, cho Nguyễn Trực đỗ Trạng nguyên, Thiết Trường đỗ Bảng nhãn.
Tuy nhiên, trong “Kiến văn tiểu lục” Lê Quý Đôn cũng bàn rằng: “Câu truyền thuyết này rất là vô lý, đáng chê cười. Sở dĩ có người đặt ra thuyết này, bởi họ thấy trong tập biểu văn của quốc triều có bài: Nghĩ thiên triều tứ Nguyễn Trực Trạng nguyên, ban quan, đai, bảo, hốt, tạ biểu (nghĩ bài biểu tạ ơn thiên triều cho Nguyễn Trực đỗ Trạng nguyên và ban cho mũ, đai, áo và hốt) họ tưởng là sự thực, nên đặt ra câu chuyện quê kệch ấy mà thôi. Thực ra thì vì Thánh Tông Thuần Hoàng đế quý trọng ông Nguyễn Trực, mới ra bỡn đầu đề ấy, để cho ông Trực nghĩ soạn, chứ có phải việc ấy đâu”.
Trong suốt đời làm quan, Trịnh Thiết Trường luôn cương trực, không sợ cường quyền, dám phê phán những đại quan trong triều làm các việc sai trái. Khi là Gián quan trong Ngự sử đài, ông thẳng thắn vạch tội quan Hình bộ Đỗ Tông Nam ăn hối lộ. Quan Lại bộ Nguyễn Như Đổ cất nhắc tiến cử kẻ kém tài đức, cũng bị pháp ty trị tội.