979年六月，太原城破，北汉亡。宋太宗赵光义随即决定北伐辽国，意图收复燕云十六州。

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诸将反对。将士攻北汉已疲惫数月，粮草将尽，士气低落。且辽国非北汉可比，契丹骑兵机动性强，幽州城坚，仓促东进风险极大。但赵光义拒绝等待。他刚从兄长手中接过帝位不久，急需一场超越赵匡胤的功业来证明自己。

宋军从太原出发，东进攻幽州。初期进展顺利，辽国边境守军未料宋军来得如此之快，易州、涿州相继失守。宋军进抵幽州城下，围城猛攻。幽州是辽国南京，城防坚固，辽将韩德让死守。宋军连攻十余日，无法破城。

七月初，辽国援军抵达。耶律沙率部与宋军接战，耶律休哥率精锐骑兵侧翼突击。战场在高粱河，今北京西直门外。宋军久攻坚城，已疲态尽显，面对契丹骑兵的冲击，阵型大乱。

赵光义身中流矢，在乱军中无法骑马，近侍以驴车载之南逃。宋军失去指挥，全线崩溃，死伤数万。辽军追击至涿州，宋军粮草器械尽数丢弃。

高粱河之战是北宋建国以来最惨重的失败。此前灭北汉的锐气，在此一战输光。赵光义箭伤困扰多年，此后对辽作战转为谨慎。

从时间节点看，979年可能是北宋北扩的最后窗口。此时辽景宗耶律贤在位，辽国尚未达到后来的鼎盛。若宋军能稳固消化北汉，休整数年再图幽州，结果或未可知。但赵光义的急躁，使宋军在疲惫状态下发动了一场冒险的战役。

燕云十六州，北宋再也没能收复。