三路宋军先后发，由于采取了严格的保密措施，辽国方面直至同年的3月6日才得到消息。针对宋军三路大军压境的迫之势，明且善于用兵的承天太后萧绰采取各个击破的对策，决定集中优势兵力先对付威胁最大的宋东路军，寻机将其歼灭后，再转移兵力对付力量较弱的中西二路宋军。于是，承天太后萧绰命令耶律休哥率军先发对付东路宋军曹彬；派大将耶律斜轸率军增援诸州，对付中路宋军田重和西路宋军潘；萧太后与辽圣宗随后又亲率骑数万南下迎战。

到达涿州后，曹彬得知萧太后和辽圣宗率大军已经到达涿州东面50里，有会同耶律休哥军钳击东路宋军之势。于是，曹彬命将卢斌携带城中民众先行向南撤退，亲率主力断后。发现宋军撤退后，耶律休哥迅速抓住战机，立即率领骑发起追击。

宋太宗得知东路宋军惨败的消息后大惊失，急令中路军退守定州，西路军退屯代州。随后，辽军又迅速向中路和西路宋军发起攻。结果，中路宋军不战而退，只剩下潘和杨业率领的西路宋军孤悬敌后，形势危急。宋西路军监军使王优在兵力对比悬殊的情况下，令杨业率兵击。杨业原本不同意孤军，可监军使王优讥讽杨业说：“君素号无敌，今见敌逗挠不战，得非有他志乎？”杨业被迫率兵战，结果全军被歼。杨业本人也受重伤后被辽军所俘，绝3日而死。至此，宋三路大军皆败，所取州县复失。

3月初，宋军开始攻，东路宋军连败辽军，攻占辽国歧沟关（今河北涞东）等多个城池。辽国南京（即幽州）守将耶律休哥在援军未到之前，自知寡不敌众，避免与宋军争锋，昼锐虚张声势，夜遣轻骑袭扰，暗潜分兵力设伏宋军侧后，断其粮，疲惫宋军。曹彬宋军占据涿州仅10多天后，就因为粮草不济便退兵至白沟（今河北容城东北）。中路军田重在飞狐击败辽军，擒辽将大鹏翼，攻占多个城池。西路潘军也击败辽军，也先后攻占了多个城池。

公元988年（统和六年）冬，耶律休哥率辽军大举南侵，攻克涿州，陷长城。李继隆领兵北上增援不敌耶律休哥，宋军退保北平寨。耶律休哥领八万骑继续南下，陷满城，南下祁州。李继隆再次赴战，路上遇敌激战之后斩获不少，最后依据宋太宗指令退保唐河。耶律休哥率锐铁骑直扑唐河。李继隆一面招来镇州都署郭

当时，天降大雨，败退的宋军在泥泞中艰难跋涉，士气低落“无复行伍”，将领也无法控制，5月初，耶律休哥的骑兵在歧沟关追上了逃跑的宋军，这支疲惫之师霎时崩溃，曹彬率领溃军连夜抢渡拒河，慌中人自相践踏，伤亡甚众，知幽州行府事刘保勋、开封兵曹刘利涉父、殿中丞孔宜等人溺死河中，宋军残逃至易南岸，又被耶律休哥的骑兵追上，前后死者数万人。

此时，宋太宗认为曹彬宋军退军是重大失策，严令曹彬率军沿白沟河军，养兵畜锐，待机北。曹彬下诸将听说中西两路军连克州县、屡战屡胜，因此求功心切，都主张战。曹彬听信诸将意见，在补充粮后，引军北渡白沟河，与耶律休哥军对垒。宋军结方阵，堑地两边而行，向涿州军。耶律休哥以一兵力阻击东路宋军，使得宋军且行且战，行动迟缓，100里路竟走了20天。由于途中缺，曹彬宋军困乏不堪。

宋军在歧沟关一战遭到惨重失败后，北宋政权便完全丧失了战略攻能力，被迫转战略防御。耶律休哥因功封宋国王。同年末，与太后会兵，在君馆之战中全歼宋军数万。

，使其无暇西顾，保障中、西路攻取山后诸州，最后再汇合三路大军攻取幽州。