六月二十五日，赵光义看出耶律斜轸兵力不足，仅能声援幽州，不足以对抗宋军，便只留一部兵力与之对峙，而用大军围攻幽州城。命定国节度使宋偓领兵万余攻打城南；河阳节度使崔彦进率兵攻打城北；彰信节度使刘遇率军攻打城东；定武节度使孟玄喆攻打城西。并以宣徽南院使潘美知幽州行府事，指挥大军四面攻城。一时间，宋军攻城的声势十分浩大，辽国权知南京留守韩德让被吓得心惊胆颤，只好与知三司事刘弘日夜登城守御，但仍不能化解危势，再加上幽州本非辽国领土，城内有大量汉人居住，都有响应宋军北伐的强烈愿望。而辽国的军队，也不全是由契丹人组成，其中还有很大一部分是汉族和其他少数民族的部队，并不完全忠于辽国，宋军对幽州的进攻刚刚开始，就有迪里都指挥使李扎勒灿率部族出城投降，就更使城中人心疑惧，形势更愈加危急。
到这个时候，似乎胜利的天平正在向宋军一方发生急剧的倾斜，幽州城也似乎指日可破。幽州既是辽国的南京，也是整个燕云十六州地区最大、最重要的一座军事重镇，只要拿下幽州，辽军在燕云十六州内构筑的防线就将全线崩溃，彻底收复这一地区也将不在话下。如此，赵光义将一举完成柴荣、赵匡胤两位英主毕生未能完成的心愿，他的名字，也将永远和那些勇挫胡虏的民族英雄们连在一起，即便千秋百代之后，仍将为后人所深深敬仰。
可是天底下的事情，往往不是总能为人所愿，眼看着幽州就将被宋军攻破，事情却突然发生了变化，辽国御盏郎君耶律学古见幽州形势危急，急忙率部驰援，等到城外之后，发现宋军正四面攻城，无法入内。耶律学古心急如焚，突然之间心生一计，令手下士兵挖掘地道进入城内，与权知南京留守韩德让会合，并帮着韩德让缮治城郭，修理兵器，镇压反叛，安抚民心，顿时将幽州城内岌岌可危的形势化解，辽军士气再度高涨，于是开始积极防御，以待援军。
耶律学古“穴地进幽州”，令人感到十分蹊跷，因为当时宋军声势浩大，四面围城，耶律学古要想挖掘地道就必须要穿过宋军的营盘，不但需要有一定的长度，更要避免被宋军发现，难度非常之大，想来是在辽国原有地下工事的基础上挖掘出来的。但不管怎么样，耶律学古入城之后，顿使幽州的紧张形势大为缓解，而与此同时，辽国也从本土派来了援军。
当宋军围困幽州的消息传到上京（辽国建五京，上京临潢府，今内蒙古赤峰市巴林左旗林境内）后，辽景宗耶律贤大吃一惊，急命南府宰相耶律沙率部救援，同时又大胆启用了一名少壮派将领，即日后在宋辽之战中享有盛誉的辽国名将——耶律休哥。
耶律休哥生于后晋天福三年（938年），他的祖父是契丹第一任于越耶律释鲁，也就是辽太祖耶律阿保机的二伯父，所以耶律休哥在辽国宗室内的辈分还是相当高的，但是他本人的年纪并不大，当年刚满四十一岁。耶律休哥在此战之前的声名也并不响亮，辽穆宗时期，他曾随北府宰相萧干征讨过乌古、室韦等部落，景宗年间也率兵攻打党项，取得过一些胜利，但并没有取得什么骄人的战绩。耶律休哥在当时官任辽国特里衮，大致相当于宋朝的宗正寺卿，即皇族事务总管，并非是那种独当一面的大将。然而在宋军围攻幽州的消息传来后，辽景宗耶律贤对前方几员大将十分不满，甚至遣使训斥北院大王耶律希达、统军使萧托古等人说道：“卿等不严侦候，用兵无法，遇敌即败，何以为将！”很有将这几人撤换掉的意思，而就在这时，耶律休哥又极力请战，让辽景宗深为感动，于是便下旨命耶律休哥代耶律希达为北院大王，率五院兵马援救幽州。事实证明。辽景宗这一决定，最终成为这场战争胜败的关键因素之一。
七月六日，辽国援军耶律沙部先行逼近了幽州城，于高粱河（今北京东）与宋军把截部队相遇。耶律沙知道幽州城内形势严峻，急于入城协防，于是强令部队渡河交战。此时，赵光义也得知辽国的援军到了，便立即传令全军暂缓攻城，集中兵力迎战辽国援军。
赵光义这一决定并没有任何错误，因为幽州已成孤城一座，只要能将援军击退，自然不难将幽州攻破。而就在赵光义达到高粱河畔时，又发生了一件对他极为有利的事情，就是耶律沙已驱散了宋军的把截部队，正在渡河，而且刚巧渡到一半，赵光义见罢立即传令全军进击。
被人“半渡而击之”，这是最让兵家讨厌的事情，再加上耶律沙不久前在白马涧就因半渡而被宋军打了个一败涂地，当时那个情景跟眼下完全一样。耶律沙不免大惊失色，可是此时是为本国打仗，不比当时救援北汉，只好硬着头皮率部与宋军交战。霎那间，两军擂起战鼓，各举刀枪，殊死相斗，只杀得血肉横飞，横尸相枕，血水将高粱河染得通红。最终，辽军因仓促应战，不能力敌，在苦战多时之后，终于被宋军杀得全线溃败。耶律沙遏制不住败势，只好带着残兵败将向后方逃窜。
赵光义见又胜一场，顿时大喜，当即传令全军追击。其实如果此时赵光义肯收兵回营，幽州战场上就仍将是他的天下，可是在这个时候，也确实没有不追的理由，这就给辽军的反败为胜提供了一个宝贵的机会。
这个时候，耶律休哥也已率军赶到，他比耶律沙晚到了半天，等他听到前方交战的消息时，高粱河之战已经打完了，宋军正在追杀辽国的溃兵。耶律休哥非常清楚，幽州的形势危急，辽国派来的两部援兵，已经败了一部，如果宋军一旦回营，战果就将被锁定，等明日重新开战之时，单靠他这一部的兵力，想取胜就将更加困难，唯有在此时趁乱出击，才有可能挽回败局，于是他立刻传令全军沿小路截击宋军，并通知驻军于清沙河的耶律色珍率部支援。
此时已至傍晚，暮色苍茫，耶律休哥为壮声势，命每名士兵各自燃起两支火把，宋军与其相遇之时，只见道路之间，火光密布，难以分清有多少人马，顿时心生恐惧。这时耶律色珍也率部赶到，与耶律休哥合兵一处，对宋军发起了猛烈进攻。
宋军自出兵北汉以来，虽说是连战连捷，但又对连续作战十分不满，正是志骄气惰之时，再加上白天已经打了一天恶战，体力有所透支，不愿再战。但好在人多势众，并没有被辽军当场击溃，只是边战边向幽州退去。然而宋朝自开国以来，几乎是每战必胜，军队就没有打过大的败仗，所以一旦处于劣势，就不知该如何应对，队伍越退越乱。而此时的辽军，却是越战越勇，特别是辽军主帅耶律休哥，更是显出了强人本色，披甲横枪，跃马驰奔于宋军阵中，杀得几进几出，无人可挡。
此时幽州城内的耶律学古也听说援军到了，当即开城列阵，四面鸣鼓，更有军民站在城头大声呐喊，声震天地。宋军三面受敌，更加慌乱。耶律休哥其时已身中三枪，浑身上下血流不止，但仍不肯下马，反而趁宋军慌乱之际，指挥辽军发起了一次最为猛烈的攻击，宋军无力抵挡，被杀得全线溃败。
宋军这次溃败，是建国二十年来第一次大溃败，败得一踏糊涂，数十万将士如鸟兽散，连皇帝都没人顾及。赵光义仅带着身边的几个亲随拼命向西逃窜，逃亡途中腿上还被辽军射中两箭，马又陷到了泥坑里，最后是坐着一辆驴车才逃了出去，直到一天一夜后才跟队伍会合，险些就被辽军生擒活捉。皇帝尚且如此，其他人就更不用说，将领们各自夺路而逃，惟恐落入辽军手中，而士兵则相互践踏，死伤无数，粮草辎重更是丢弃的一干二净，全部落入辽军之手。
经此一役，宋军已经无力再战，而辽军则士气高涨，一路追杀溃散的宋军，将所有失地都尽数夺回，其中辽军主帅耶律休哥，因伤重流血过多，不能骑马，但还是乘车一直将宋军追到涿州才停了下来。
高粱河之战，最终以宋军的惨败而告终，这个结果并不意外，因为这场战役本来就是赵光义强行发动的，事先准备并不充分，士兵们作战也不积极，失败不可避免。不过，尽管赵光义在选择战争的时机上有些操之过急，但他发动这场战争的动机并没有任何错误，宋朝在削平群雄之后，与辽国必有一战，这是无法避免的现实问题。
高粱河之战，在宋史上有其特殊的意义，它既是宋初与辽国达成短暂和平的结束之战，也是其后宋、辽两国长达二十五年战争史上的开始之战。另外，这一战还可以看成是辽将耶律休哥的成名战，原本在此战之前，耶律休哥只是辽国内的中级将领，声名并不显赫，正是由于耶律休哥在这一战中的卓越表现，才使这颗璀璨的将星开始绽放出自己的光芒。当然，高粱河之战对于宋朝方面也并非一无所得，因为紧随其后，宋朝也一颗将星骤然升起，他的光芒，甚至比耶律休哥还要更加夺目。
日期：2009-04-2710:52:11
附录3——杨家将的故事