北宋太平兴国四年（979年）五月，宋军挟灭掉北汉之威，在今天的山西太原一带集结了数十万军队。宋太宗赵光义企图乘势继续进兵，一举收复失落已久的“燕云十六州” 。宋军开始围攻太原，但是久攻不克，乃至“馈饷俱尽，军士疲乏” ，急需休整。同时，军中欠饷已久，“人人有希赏意”，将士们希望论功行赏以利再战。因此，绝大多数将领都不赞成立即对辽作战， 但见太宗执意攻辽，所以无人敢直言谏阻。殿前都虞侯崔翰深谙赵光义急于建功的心理，他怂恿太宗道：“收复燕云的事，不需要做长期准备，如今乘胜攻取，易如反掌，机不可失啊” ！赵光义一听，正中下怀，更加坚定了他夺回燕云十六州的决心。
赵光义令名将曹彬总体负责部署大军行动；命大将潘美负责幽州行府，加紧组织转运粮饷等作战物资，管理后勤；命雁门关守将郭进严密监视其北部辽军的动向，以保障大军侧翼以及身后的安全。

从赵光义的战前部署和整个作战过程看，其战略方针大体为：以幽州（今北京辖区）为主要作战目标，迅速将集结在太原的兵力转移东进，翻越雄奇险峻、山高谷深的太行山脉，乘辽军无备，发起突袭，一举攻占幽州；只要夺取幽州，其余州郡就会局势震动，人心不稳，然后乘胜大举进攻，收复全部的燕云失地。
定下决策后，赵光义大手一挥，宋军主力便于是年五月二十日，从太原分路浩荡东进，相继翻越太行山，于二十九日抵达镇州（今河北正定 ），此处已是一马平川的河北平原了。《宋史》记载，六月初七，赵光义下诏调集京东、河北诸州囤积的武器装备和粮草物资运往前线。十三日，他亲率十万精锐出镇州，同时还有许多嫔妃、宫婢随军出征。十九日，宋军捣入辽境，攻取金台（今河北易县以东），二十日挺进岐沟关（河北涿县拒马河以北）。由于宋军日行百里，进展神速，驻守易州的辽军顿时暴露在其侧后，孤立无援，辽朝刺史刘禹本是汉人，干脆献城投降。

宋太宗大喜，遂留兵千人协守易州，自率大军往攻涿州 。此刻，辽国北院大王耶律希达、伊实王萨哈和统军使肖拓谷率军前来救援， 在沙河被宋将傅潜、孔守正率军阻击，进退不得。两军正在鏖战厮杀，宋军主力赶到，并立即投入战斗，一举击败辽军，俘斩五千余人。二十日，宋军开至涿州城南，辽国涿州判官刘厚德也是汉人，复开城纳降。太宗见连下二城，旗开得胜，心中很是高兴，于是率军进抵辽朝的南京（今北京）城南，命大将宋偓 、崔彦进、孟玄哲、刘遇各统其兵从四面围攻。宋军攻势凶猛，辽守将韩德让、耶律学古率众拼命抵抗，太宗亲临第一线督战。然而早前宋军在围攻太原时屡屡受挫，将士疲乏不堪，加上赏罚不明，士气不旺，今又久攻南京（今北京）而不克，且死伤颇重， 士气已经懈怠。
这时辽朝又派援军来救其南京（幽州，今北京）。探马报告：辽猛将耶律休哥为前锋，已杀至高粱河（今北京西直门外）一带。太宗命大军拔营出发，前往高粱河迎敌。

大军快到高粱河时，只见耶律沙率数万辽兵渡河来攻，太宗命宋军摆开阵势，擂响战鼓，一时间金鼓齐鸣，旌旗挥舞，战马嘶鸣，剑拔弩张，一场恶战一触即发。一声令下，宋军人人奋勇，个个向前，拼死搏杀，辽军进攻受挫，伤亡惨重，阵脚松动，逐渐有些顶不住了。太宗见宋军得势，辽军将要支持不住，有崩溃的迹象，遂命宋军发起猛攻。恰在此时，又有两彪辽国骑兵，分左右冲杀而来。左翼领军的乃辽国名将耶律斜轸，右翼为辽军悍将耶律休哥。二人都是身经百战的辽朝良将，及善用兵，有勇有谋，辽骑直捣宋阵，横冲直撞，马上骑手大砍大杀，宋军抵挡不住，纷纷溃逃。
耶律休哥远远看到宋太宗的黄盖车驾，拍马舞刀直取太宗，太宗大惊，急命左右护驾，但诸将早已被辽军冲散，各自浴血苦战，自顾尚且不暇，哪里还顾得上真成了“孤家寡人”的宋太宗？

宋太宗惊慌失措，甚至闭目做好了牺牲准备，就在这千钧一发之际，骁将呼延赞、辅超等人策马赶到，他等奋力遮护，格杀了好几个辽兵,逼退耶律休哥，护着宋太宗缓缓退出战场。
守御南京的辽军看到援军已至，也开城出击，留守者纷纷在城头上呐喊助威。宋军三面受敌，陷入重围，秩序顿时大乱，全军崩溃，阵亡者达万余人，高粱河畔端的是尸山血海，惨不忍睹，呼延赞等人在野地里找到一乘被农民丢弃的驴车，掩护宋太宗坐着驴车往南逃去。
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耶律休哥在激战中被打伤，仍忍痛率军追击宋军至涿州，沿途缴获被宋军遗弃的军械、粮秣不可计数。七月初七清晨，宋太宗狼狈的乘驴车南逃至金台驿。十一日，逃至定州。高梁河之役以宋军大败亏输而结束。宋军损失惨重，御驾亲征的宋太宗差一点被辽军俘虏 ，多亏了那驾救命的驴车，收复燕云十六州的图谋只能暂时往后推了.......若单论军事能力，宋太宗赵光义比他哥哥宋太祖赵匡胤可是差距不小，若赵匡胤再多活几年，收复燕云十六州恐怕就不仅仅是一个难以企及的梦了。