宋太宗部署宋军三路大举北伐，为萧太后展示其军事指挥才干提供了一个绝好之舞台。萧太后临危不乱，纵观全局，从容布置，指挥若定，终使辽军先败后胜，岐沟关和陈家谷先后大捷，不但粉碎了宋廷欲收复燕云地区的企图，而且大大增强了其在辽国内之威信，进一步稳固了其专制统治。
统和四年（986年，宋雍熙三年）三月初，宋军大将曹彬、崔彦进、米信由雄州道，潘美、杨继业（即杨业）由雁门道，田重进出飞狐道，大举北征。宋太宗计划以东路宋军在燕京地区吸引辽军主力，潘美等率西路军迅速占领云州一带，然后再东下会合中、东两路宋军围攻燕京城。为此，与曹彬所率宋军主力持重而进不同，西路宋军北出雁门关后快速展开，猝不及防的契丹州郡守臣，面对来势汹汹的宋军兵马，非降即走。
潘美所部自西陉北上，即与辽边境戍兵遭遇，一战击溃之，斩首五百余级。宋军乘胜追击至寰州（今山西朔州东北）城下，再败辽军，又斩首五百余级。宋将神卫右第二军都指挥薛超作战负伤，血沾战袍，却依然神色自如指挥士卒。迫于宋军压力，三月十二日，辽寰州刺史赵彦章辛大开城门出降，被宋廷授任寰州团练使，以劝诱辽守臣归降。
十三日，宋军进围朔州（今属山西#辽知朔州军节度副使赵希赞举城迎降，被宋朝授任朔州观察使。
十五日，田重进所率宋中路军与辽军激战于飞狐，辽悍将冀州防御使大鹏翼、康州刺史马赞、马军指挥使何万通兵败被擒。
此时，驻跸于燕京督战的萧太后，因全力调集兵力增援总领燕京防务的耶律休哥以抵御宋东路军，故于十九日任命刚出征女真归朝的北院枢密使耶律斜轸为山西兵马都统，随即又赐斜轸密旨及彰国军节度使“杓纞印”，速赴前线御敌。所谓“杓纞印”，是指以鸷鸟为印纽的官印，取疾速之义，每遇行军作战，辽廷即赐之领军将帅以为印信。但山西形势持续恶化，就在斜轸被授任山西辽军主将的当日，宋军又转攻应州（今山西应县#辽应州守臣彰国军节度使艾正、观察判官宋雄以应州归降宋朝-宋廷即授艾正为应州观察使，宋雄为鸿胪少卿、同知应州。
二十三日，田重进率军进围飞狐，并令大鹏翼至城下劝降，辽守将还欲坚持，田重进挥军急攻，辽定武军马步军都指挥使、郢州防御使吕行德乃与副都指挥使张继从、马军都指挥使刘知进等人出降-宋太宗升飞狐县为飞狐军，并授吕行德等官职有差。
二十八日，田重进又进围灵丘县（今属山西#迫使辽灵丘守将步军都指挥使穆超举城出降-穆超亦被宋廷授为右监门卫将军。
四月三日，宋军进人云州，辽云州守将大同节度副使赵毅、节度判官张日用等迎降，皆被授予宋官。
因山西军情日趋危急，宋军连下寰、朔、应、云四州，而宋东路军却因缺粮而自涿州南撤，使燕京所面临的威胁一时大为减弱，所以萧太后随即于十日诏两部突骑赴蔚州（今河北蔚县#以助萧挞凛（也写作“闼览'作战-将军化哥统平州兵马，横帐郎君奴哥为黄皮室都监，郎君谒里为北府都监，各以步兵赴蔚州以助斜轸。十二日，萧太后又颁布命令，以耶律斜轸为诸路兵马都统，挞凛为兵马副部署，耶律题子为都监，由斜轸全面指挥山西蕃汉诸军，反击宋西、中两路兵马的进攻。
十七日，随着宋军田重进部的逼近，而辽援兵相距仍远，辽蔚州守臣间发生了内讧。当时，辽蔚州监城使、同州节度使耿绍忠等眼见宋军兵锋甚锐，“所向皆下”，便心不自安，打算尽杀守城汉军将吏，统率契丹人马向辽军主力靠拢。但此图谋被蔚州左右都押衙李存璋、许彦钦所窥知，于是李存璋等人就先下手为强，杀蔚州节度使萧啜里及城中契丹士卒千余人，执耿绍忠归降于宋。耿绍忠与韩德让之家为儿女亲家，也为辽地著名的汉人世家，其父为奉圣军节度使耿美，其弟为三司使耿绍雍。耿绍忠领同州节度使，此时正在萧太后、辽圣宗行营，闻听宋军来攻，便遣至离前线颇远的蔚州为监城使，不想就此被部下绑归宋朝。
当时，西路宋军连下山西诸州，各以兵守，主将潘美驻云州，勇将杨业屯代州（今山西代县#但如此大好局面，随着宋东路主力军五月初惨败于岐沟关而付之东流。辽军击败宋曹彬主力军后，仅休整数日，便移师西线，号称以十万大军实施反攻。十三日，萧太后调遣详稳萧排押率弘义宫兵及南北皮室、郎君、拽剌四军同赴山西应、朔二州界，与惕隐瑶升、招讨韩德威等军会合，一同抵御正进攻山西的宋军，很快扭转了不利局面。
此时耶律斜轸统领兵马进逼蔚州，宋勇将荆嗣守城不出，斜轸便将招慰宋人的书信写在布帛上，射上城头以劝降。宋副都指挥使江谦由此怀二心，欲联络军士翻城出降，被荆嗣侦知，便以“妄言惑众”之罪名斩之，以稳定城内军心，登城固守。随即辽人探知宋军来增援，斜轸便令都监耶律题子连夜在半路险要处埋伏精兵，阻击宋军援兵。蔚州守城宋军见救兵已至，大开城门出击，却遭到斜轸所部从其背后突击，于是守城、来援的两支宋军一起溃败。辽军乘胜攻下灵丘、飞狐等地，遂取蔚州城。突出蔚州城的荆嗣转战而退，随行军校五人，四人战死，但荆嗣经血战，终于率余部回归田重进大营。十六日，斜轸遣判官蒲姑至燕京奏报收复蔚州，斩首二万余级，萧太后甚喜，赐蒲姑酒及银器。此处“斩首二万余级”，大有夸大战绩之嫌。二十一日，宋将贺令图、潘美复率兵来战，进围蔚州。正屯军于蔚州附近的斜轸，得知宋军来袭，便设伏半路，出敌不意，纵兵逆击，追奔逐北，再次击败宋军于飞狐道，控制了飞狐关。作为外三关之一的飞狐关，形势险要，实为进人山西的门户。
二十五日，萧太后因辽将瑶升、韩德威临阵畏怯、不尽追杀来犯的宋兵之过失，降诏诘责-并下令敌军“据城未降者，必尽掩杀，无使遁逃”。六月初，萧太后命南京留守耶律休哥派遣炮手等西去助援耶律斜轸，大大增强了山西辽军攻击坚固城防的能力。
宋太宗当时因曹彬主力军惨败，急令边境诸将在雄州一线再设防线，欲借助西、中两路宋军所取得的战果，再与辽军周旋。但眼见曹彬主力军溃不成军已极大地影响了宋军士气，且辽军连克蔚州、灵丘、飞狐等地，败局已定，于是急令西、中两军回撤，中路军退守定州，西路军退屯代州，并要潘美遣军掩护云、应、寰、朔四州的民众内迁。十七日，耶律斜轸察觉宋军欲南撤，遂自飞狐鼓行而西，一击进人寰州，杀宋守城吏卒千余人。驻守浑源（今属山西#应州等地宋军，得此败报，纷纷弃城而走。于是，迫于形势而回驻代州的宋军主将潘美，便急遣勇将杨业出兵接应。与辽国交锋多年且深谙边境地势的杨业，鉴于辽军已占据了寰州，形势对宋军大为不利，故向主将建议应避辽军锋锐，分兵应州以诱开辽军主力，保民众安全南撤，曰：今敌寇益盛，不可与战。朝廷止令取数州之民，我军但领兵出大石路（今应县大石口，为繁峙至应县之重要通道&先遣人密告云、朔两州守将，待此大军离代州之日，即令云州之众先出。我师进向应州，契丹必全军来拒，即令朔州民出城，直入石碣谷（今山西朔州南&遣强弩手三千人列于谷口，以骑士援于半路，则三州之众，可保万全矣。
但杨业的声东击西之计，却遭到了监军、蔚州刺史王侁的质疑，并讥讽杨业曰+“为将领数万精兵而怯懦如此，当趋雁门北川中，鼓行而往马邑（今山西朔州东）。”顺州团练使刘文裕也赞成王侁的正面与辽军作战主张，而潘美却不表态。深悉敌情的杨业当即反驳道；“不可，此必败之势也。”于是王侁污蔑杨业畏敌避战是别有居心，他说：“君素号“无敌”，今见敌却逗挠不战，得非有他志乎？”杨业原为北汉战将，北汉灭亡后归宋，虽然在对辽作战中多立战功，但一向遭小人排挤，故至此闻听王侁之语，不禁大为愤慨，瞋目怒道：“我杨业非是怕死不愿出战，只是天时不利，如此而为，徒然使将士伤亡而事情不能成功。既然君等责备我不能以死报国，则我当死于君等之前耳。”于是杨业决定率兵自石峡路直趋朔州。临行时，杨业向主将潘美悲愤地泣诉道：“此行必定不利。杨业本是太原降将，国亡当死，主上施恩不杀，宠待以上将，授予兵柄。我非是纵敌不击，只是欲等待时机，立尺寸之功以报君恩。今日诸君责我杨业怯懦避敌，我定当先战死沙场以自明！”随后杨业手指陈家谷口（今山西宁武北）说：“望诸君能于此谷口埋伏步兵强弩，分为左右翼以作援兵，待我兵败转战至此，诸君即以强弩射敌施救，不然，我所率兵士必死无遗。”潘美亦久经沙场，情知杨业所说是实，所以立即指挥诸将在谷口设伏。
辽军主帅耶律斜轸获闻杨业带兵出代州而来，即令悍将萧挞凛伏兵于要路。辽军将士对“初以骁勇自负，号杨无敌”的宋将杨业还是颇为忌惮的，所以斜轸亲自率军迎击。次日清晨，宋、辽两军相遇，斜轸指挥众军列阵挑战，杨业麾兵进击。两军甫交，辽军便佯败而退，宋军追击，辽军伏兵突然发动，斜轸也回帜反攻，将宋军团团围住，杀声动地。孤军奋战的宋军难以支撑，只得且战且退，引兵来至朔州南三十里的狼牙村。杨业心底大恶这村名不祥，因为自己姓杨，而此村却称狼牙，“羊人狼口”，岂有幸理，所以不肯进村；但后有追兵，又无他路可避，加上左右将士固请，杨业乃行，然而随即又被斜轸主力所围。此时，守备在陈家谷口的潘美等人，自寅时（三时至五时）等到巳时（九时至十一时），王侁派人登上附近山上的托逻台瞭望，没见前方动静，自以为辽军已经败退。为了争功，王侁率领本部兵马离开了陈家谷口，潘美见状，亦以“不能制止”王侁行动为借口，随着离开了谷口，顺着灰河（今山西朔县境内之恢河）河谷向西南走了二十里。此时传来了杨业兵败的消息，潘美不但未派兵增援，反而慌忙带领所属部队后撤而去。寡不敌众的杨业率军浴血奋战，突出重围，从曰中杀到曰暮，果然如此前所预料的，率败兵转战至陈家谷口。本想利用伏兵挽救败局的杨业，可见谷口已无宋军一兵一卒把守，不禁“拊膺大恸”，非常悲愤。当时随从杨业作战的战士尚剩百余人，平日“御下有恩”的杨业深知败局不可挽回，便对众士卒说道：“汝等各有父母妻子，与我一起战死，无益于事，可分散逃命，待敌军去后，尚可还报天子此战经过。”但众军士皆为杨业之忠义所感激，无一人逃走，誓与俱死。于是杨业便率此百余名哀兵反身冲人辽军中血战，杨业之子杨延玉以及部将王贵、贺怀浦全都力战而死。王贵七十三岁老将，在辽兵重围中，仍然张弓射杀数十人，箭尽，又挥舞空弓击杀数十人，最终死于乱枪之下。杨业在激战中身负数十处伤，帐下战士全部战死，但仍力战不止，挥短刀杀死辽兵近百人。因坐骑伤重不能奔走，于是重伤的杨业便往密林中匿避，辽将耶律奚底紧追不舍，远远望见杨业袍影，张弓一箭，只中杨业。辽兵一拥而上，生擒了伤重坠马的杨业。
对于杨业被擒后的情形，宋、辽两国史书所载甚不一致。《宋史》称杨业被擒后叹息道：皇上对我恩重如山，我本期待捍边杀贼以立功报国，不料反遭奸臣所逼迫，致使王师败绩，还有何面目求生耶！
于是杨业“不食三日，死”。但《辽史•耶律斜轸传》却如此记载杨业被擒后与耶律斜轸相见的情景，道：斜轸责曰：“汝与我国角胜三十余年，今曰何面目相见！”杨业但称死罪而已。
不过，如此胆怯卑微的言行，与“以骁勇自负”、闻名北边数十年、人号“杨无敌”的形象大相径庭，且亦与其因伤被敌所擒后“疮发不食，三日死”的结果亦大不相符，所以《耶律斜轸传》中所言杨业被擒后的狼狈言行，实是为鼓己方士气、打击敌人军心而编造出来的。辽、宋两国对杨业之死皆十分看重。七月初，斜轸遣侍御涅里底、斡勤哥奏复朔州，擒宋将杨，及上所获将校印绶、诰敕。萧太后赐涅里底等酒及银器，并将杨业的首级函献萧太后和辽圣宗。萧太后随即诏命详稳辖麦室将杨业的首级传至燕京耶律休哥处，晓示诸军，并将朔州之捷宣谕南京、平州将吏。而宋军驻守云、应诸州者闻知杨业战死，即刻弃城南遁。于是被宋军所攻占的州县，全部被辽军收复。而斜轸所部将校，前破女真，后拒宋大捷，故辽廷加斜轸守太保，属下将校论功加赏有差。朔州一战，斜轸麾下立功将校多人，其中悍将萧挞凛、驸马萧排押事迹详见后文，此处从略，而将其他将校之战绩简介如下。
耶律题子字胜隐，北府宰相兀里之孙。辽景宗保宁年间，官御盏郎君-九年（977年#奉命出使北汉，具体分析北汉与辽通好长久之计，得到北汉主的礼重。统和二年（98&年#题子率所部兵马合同西边详稳耶律速撒征讨陀罗斤族，大破之。四年，宋将杨业攻陷山西城邑，题子随从北院枢密使耶律斜轸出击，先败宋将贺令图于定安，晋官西南面招讨都监-此后连夜伏兵道旁，击败增援蔚州的宋兵，收复了蔚州，待贺令图收拢溃卒再来袭蔚州，题子逆战破之，迫使宋应州守将弃城而遁。题子将兵进围寰州，冒箭石登城，宋军大溃。而斜轸在朔州擒杨业，题子之功居多。是年冬天，题子会合萧挞凛南击宋军，进攻宋军驻守的易州(今河北易县）城，死于半途。题子善射而工画，当年破击贺令图军时，有宋将受伤僵卧野外，题子一见，图画其人形貌，并出示宋人，皆惊叹其神妙不已。
耶律谐理，字乌古邻，突举部人。统和四年，宋将杨业北攻山西辽地，谐理随从耶律斜轸出击，往往荣任先锋将，侦察有功。是年末，辽军大举伐宋，与宋军相拒于滹沱河，谐理率精骑从小路先渡河，绕至宋阵背后，擒获宋将康保威（即康昭裔）以此战功获得天子诏令世预节度使选的殊荣。太平元年（1021年），谐理官至突举部节度使。六年，随从大臣萧惠进攻甘州回鹘，在可敦城西南，与叛乱的阻卜族兵马遭遇，不及列阵，中流矢而死。
耶律奴瓜，字延宁，辽太祖异母弟、南府宰相耶律苏之孙。统和四年，奴瓜以黄皮室军都监参与了反击宋将杨业北征的战斗，以功加官诸卫小将军-以南征宋朝有功，再迁黄皮室详稳。六年，奴瓜作为先锋将再次南下，于定州（今属河北）击败宋游击兵马，擢升东京统军使，加金紫崇禄大夫-后因出征兀惹失利，削夺金紫崇禄大夫。十九年，拜南府宰相。二十一年，奴瓜又一次率军南征，擒获宋将王继忠，俘获、杀伤甚众，以功加同政事门下平章事-二十六年，为辽兴军节度使，不久复为南府宰相。开泰初年（1012年），奴瓜加官尚父，卒。
耶律奚底，为盂父房楚国王之后，善弓马技击，勇于攻战，所以在辽景宗时，多任以军事之职。统和四年，奚底为右皮室详稳，随从枢密使耶律斜轸反击攻占山西郡县的宋将杨业，凡战必身先士卒，箭无虚发。杨业败于朔州之南狼牙村时，藏匿于树林之中，奚底望林中战袍之影而射，杨业受伤坠马被擒，不食而死。战前，辽军中曾颁行军令务必要生擒杨业，奚底因此缘故不能以射获杨业为殊功。此后，奚底又随从萧太后亲征宋朝，屡有战绩；以病卒。