杨业退了下去，赵光义开始谋划攻取燕云十六州了。也许是被胜利冲昏了头脑，也或许是白马岭一役，使他错误以为辽军不过如此，辽国已开始走下坡路。他急切地要向世人证明自己和太祖一样也是军事天才，他仿佛看到了天下万民颂扬他收复燕云十六州的丰功伟绩，此刻不禁有些飘飘然。
天平兴国四年五月，宋军从太原分路东进，翻越了太行山，抵达了镇州。
此时宋军军心皆不愿战，因旬月来，大军精力消耗巨大，此时尚未恢复士气。但大宋官家一言九鼎，谁敢反对？
诸将中有人建言：“兵马未动，粮草先行，官家此时我们大军粮草匮乏，是不是等到大军准备充足再行收复？”
赵光义一意孤行：“朕已下旨诏发京东、河北诸州军储，限期转运至镇州北面行营以备供应，尔等不必多言！”
声色俱厉下，诸将只好诺诺不敢多言。
其实，辽国这边早有防备。早在耶律沙救援北汉时，辽景宗耶律贤已增派北院大王耶律奚底、大将萧讨古等戍守燕地。而辽国在幽州经常屯驻的汉兵，有神武、控鹤、羽林、骁武等军约一万八千余骑，此皆为清一色重装骑兵，在平原上所向披靡，战斗力极强。骑兵对于步兵有天然的优势，骑兵冲击力强，一旦对步兵做冲锋状，步兵先是胆怯不说，骑兵的刀劈矛刺都能对步兵产生相当大的伤害，而步兵则如筛子，被捅的一个个窟窿。
天平兴国四年六月，自京东、河北诸州的武器装备和粮秣运到前线后，赵光义颁旨：“即刻进军！”大军自镇州至东易州然后过了拒马河算是到了辽境。
前面便是易州和涿州了，此时易州刺史刘宇和涿州刺史刘厚德见宋军兵锋正盛，担心自己性命不保，便献出易州和涿州投降了宋朝。
赵光义洋洋得意：“诸爱卿，看我等未伤毫发便轻取两州，试问此次进攻是对是错啊？”
诸将和道：“自然属官家英明，我等皆愚不可及，愿此次攻取能竟全功，还我华夏之大一统。”
军中也是士气高涨，皆呼官家福寿无疆，定能一举攻取燕云十六州。
宋军很快到了幽州（今北京，辽称南京）城下，正面对抗开始了。
这边厢宋军正处于盲目自信时，辽国已进行了精心部署。
此时的辽国正蒸蒸日上，随后几十年是鼎峰时期。而鼎峰来临前，必然是走上坡路的。辽南京留守事韩德让和权知南京马步军都指挥使耶律学古守着南京，另外辽北院大王耶律奚底和萧讨古在城北驻扎。
本来宋军兵锋所至，辽军开始溃不成军，耶律奚底和萧讨古皆吃了败仗。后宋军直接围困幽州，仿着攻打太原架势围困幽州，但幽州守将战意昂扬，据城而守，不曾放松一刻，所以幽州一时半会还真打不下来。
后来辽帝耶律贤遣南府宰相耶律沙率五院军马驰援幽州。宋军和辽军在高梁河对战。赵光义此时才意识到孤军深入的危险，很快被多路兵马围困，死者万余人，大军纷纷难逃，辽军则势如破竹一般追击宋军。赵光义乘驴车逃到金台屯，此时他却听到了令自己很不爽的消息。
原来宋军急忙逃亡后据涿州而守，而失去了和官家的联系，以为官家已殁，便匆忙中想立赵德昭为新君。