扫平割据势力，把后晋石敬瑭割让给辽国的幽云地区置于的 统治之下，是赵匡胤兄弟的共同心愿。宋太祖曾专门设置了一个封桩库，把每年财政节余杜宥仪微博封存在库中，准备蓄满五百万缗，向契丹人赎回幽云地区。如果契丹不答 应，就用这些钱召募勇士，用战争手段解决幽云问题。太宗即位后，也把攻取北汉、收回幽云地区作为自己奋斗的一个目标。他刚一即位，就对齐王廷美说：“太原 我必取之。”
北宋大军过浮桥，征南唐
太平兴国四年（979）二月初，宋太宗下诏亲征，率领数十万大军直逼北汉。宋军兵分四路，由中央禁军围城打援，很快使北汉都城太原陷入孤立境地。北汉皇帝刘继元见大势已去，只好献城投降。最后一个割据政权就这样灭亡了。
五月下旬，灭北汉的善后事宜一处理完毕，宋太宗就决定挟破北汉之余威，直接向幽州进军。
此时宋军已经连续对北汉作战几个月，将士们都已疲惫不堪。北汉灭亡后，宋军人人松了一口气，等着论功行赏、休整些时日呢。没想到征尘未洗，又要起兵东 进，绝大多数将领不愿意立即向辽进军，但却无人敢直言谏阻。以殿前都虞侯崔翰为首的少数将领赞成东进，他们认为应该乘灭北汉的破竹之势直取幽云，不能错失 良机，因此极力怂恿宋太宗出兵伐辽，这更加坚定了宋太宗的决心。
于是，宋太宗不顾全军普遍流露出的厌战情绪，于五月二十日下令调发京 东、河北诸州军集中到镇州（今河北正定），并冒着六月酷暑天气，亲自率军北征。宋太宗的战略意图是，以幽州为主要作战目标，迅速自太原转移兵力东进，越过 山峦重迭、沟壑纵横的太行山区，乘辽无备，实施突然袭击，一举夺占幽州，然后乘胜收复全部幽云地区。
六月十三日，宋太宗率军从镇州出 发。宋军刚北进，随从六军有的就不按时到达，露出了军心涣散的苗头。宋太宗想整顿军纪，这时有一个禁军将领说，敌未殄灭时不应诛谴将士，以免动摇军心。宋 太宗听从了他的意见，没有对这种纪律松弛、行动不一致的现象加以制止。这样一来，军纪就更加松懈了。
十九日，宋军进入辽境，迅速占领了金台（今河北易县东南）。此后宋军以每天百里的速度开进，其间只遇到小股辽兵的抵抗。辽岐沟关（今河北涿县西南）和涿州（今河北涿县）的守将又先后开城投降，宋太宗率军直进，没费吹灰之力就于六月二十三日黎明抵达幽州城南。
辽军南院大王耶律斜轸（一作色珍）看到宋军兵锋甚锐，不敢正面交锋，便率军驻屯得胜口（今北京昌平北）诱敌。宋太宗一路节节胜利，也未免有些轻敌情绪， 即命令宋军进击，辽军抵挡不住，伤亡千余人。但耶律斜轸趁此机会率领一部人马悄悄绕到宋军后阵，使宋军腹背受敌。宋军不得已后撤，停止了进攻。耶律斜轸乘 势进驻清沙河北（今北京清河镇附近），待机而动。
宋军未能全力夺取得胜口这一要点，反而使幽州与得胜口、清沙河结成犄角之势，大大提高了辽军坚守幽州的决心。宋太宗认为耶律斜轸一军只能凭险据守，不会再对宋军构成什么威胁，就留下少部分兵力牵制其军，而把主力集结在幽州城下，二十五日对幽州展开围攻。
宋军兵分四部，从四个方向同时向幽州城发动攻击。宋太宗亲临阵地，监督指挥宋军攻城。城内辽军在守将耶律学古、韩德让的指挥下奋勇抵抗，使宋军付出重大伤亡，攻而不克。
六月三十日，宋太宗率军合围幽州的消息传到辽都城上京。辽景宗耶律贤闻报后心慌不已，打算放弃幽州，退守松亭关（今河北喜峰口）、虎北口（今河北古北 口）。这一主张提出后，立即遭到许多大臣的反对。北院大王耶律休哥站出来坚决劝阻，并请求率兵十万前去解幽州之围。辽景宗见群情激昂，就接受了耶律休哥的 建议，命他与南京（即幽州）宰相耶律沙统军越过燕山增援幽州。
由于城内辽军的顽强抵抗，自六月二十五日到七月初五，宋军连攻十一天未 能把幽州城攻陷。昼夜连续作战使宋军将士疲惫不堪，许多人都丧失了继续战斗的勇气和信心，不愿再往城下冲了。宋太宗本想速战速决，却不料低估了守城辽军的 力量，出现这种情况，不免心急如焚，于是强令宋军继续攻城，宋军的斗志更加涣散。
七月初六，正当宋太宗督军攻城时，耶律沙率援军到达幽州外城。宋军探卒飞马把这一情况报知宋太宗，太宗听后说：“我军先去迎击敌援，杀败了他们，再来攻城就无后顾之忧了。”随即率大军向外城掩杀过去。
宋军与耶律沙援军在高梁河畔（今北京外城）遭遇，即展开激烈的厮杀。双方金鼓齐鸣，旌旗飞舞，直杀得天昏地暗，鬼哭神号。宋军人数毕竟占优，战至黄昏，辽兵伤亡惨重，渐渐不支，耶律沙率军向后撤退。宋太宗眼看胜利在望，立即挥动令旗，命令宋军前进追击。
在此紧急关头，忽听南面炮响，大队辽军喊杀而至。耶律沙定睛一看，知道是耶律休哥率领援军赶到，不由得喜出望外。原来耶律休哥受命之后，率军自虎北口而入，绕道西山，日夜兼程而进，从近道席卷北上，出人意料地抄了宋军的后路。
宋灭北汉之战
宋军发现腹背受敌，阵势一阵大乱。宋太宗大惊之下，急命宋军加紧前突，想尽快杀败耶律沙，免受辽军两面夹击之苦。正在此时，北面喊杀声大震，又有一队辽 军加入战斗，原来是集结在清沙河北的耶律斜轸军得到战报后，突破宋军封锁而来。耶律斜轸率军与耶律沙会合一处，配合耶律休哥军形成左右两翼，奋力击杀宋 军。
两支生力军的参战，使战场形势发生了急剧的变化。宋军由攻击转为防守，辽军则两翼配合，开始进行猛烈的反击。宋军将士由于长期连 续作战，本已十分疲惫，斗志涣散，这时又被辽军左右夹击，顿时弄得晕头转向，陷入一片混乱之中。耶律休哥见宋军阵势大乱，带领一队骑兵杀入宋军阵中，左冲 右突，直杀得宋军丢盔弃甲，四处奔逃。