宋军大军兵临城下，韩德让并未惊慌，而是妥善加固城防工事，做好了充足的战争准备。幽州城实在过于坚固，硬攻很难一蹴而就，宋军便打算还采用围攻太原的方法，拔掉外围的钉子，把幽州城困死。于是宋军在幽州城外开始了地毯式的搜索，这一搜索便在城北遇见了耶律希达。宋军的先锋部队二话不说上去就打，耶律希达是异常的郁闷，主场作战却被宋军打了个措手不及，慌忙迎战。可北宋初年的宋军实在战斗力强悍，加上主力就在附近源源不断赶来增援，宋军越打越多，辽军越打越少，没过多久就被宋军击溃，耶律希达跟副将萧讨古率残余部队直接跑了。
面对辽军首战告捷，宋军上下喜气洋洋，尤其是赵光义，听说耶律希达被击败，以为辽军不过如此，下令追击辽军残余部队，务必除恶务尽。
耶律希达向北逃跑，跑到得胜口（今长城德胜口）不跑了，因为耶律斜轸在这里。作为契丹战神，耶律斜轸在军中威信颇高，他在这里收拾耶律希达的残余部队，重整军势，辽军勉强恢复了点元气。宋军追击过来，耶律斜轸把军队一分为二，佯攻部队仍用耶律希达的军旗，对上宋军不作长久恋战，佯装败退诱敌深入。主力埋伏在得胜口两侧，等宋军深入得胜口兵线拉长之后突然从侧面和后方袭击宋军，宋军遭到偷袭，败退到清沙河（今北京昌平西南），与耶律斜轸隔河对峙。
耶律斜轸虽然止住了辽军的颓势，但毕竟兵力较少不足以战胜宋军主力。宋军经过几天摸清了耶律斜轸的底牌，便部署一支偏师在清沙河防备耶律斜轸，其余主力部队开始正式攻城。
赵光义作为御驾亲征的皇帝，其军事素质显然是不及格的，长城依靠崇山峻岭，关键处就那么几个，得胜口是幽州城通向漠北最近最方便的通道，控制了得胜口便占据了幽州攻防战的主动，控洛阳必取虎牢，据长安必取陷潼关，想要稳定占领诸如幽州城这种历史名城的必须牢牢地占领其周边山川险要。未来，辽国的军队将源源不断的从得胜口南下，而宋军终将为放弃占领得胜口付出代价。
潘美在城下总领北伐攻城部队，派宋偓率军一万攻击幽州东南，崔彦进率军一万攻击幽州西北，刘遇率军一万攻击东北，孟元喆率军一万攻击西南。宋军攻城将领和士兵都是刚从太原打过硬仗过来的，攻城对他们来说就是轻车熟路，上面命令一下达，下面就开始行动，宋军军势浩大，幽州城苦苦支撑。耶律斜轸的部将、幽州城守军不断出现逃军和向北宋投降的，韩德让心急如焚，在城头亲自督战，并带领辽军守军在城墙日夜加固防御工事。南京本部军队统帅耶律学古原本率亲兵在城外驻守，宋军围城后拼死从水道进城增援韩德让。六月二十六日，赵光义来到清沙河督战，宋军气势大盛一路掩杀过去，耶律斜轸不敢硬拼只好率军退却。三十日赵光义来到幽州城下督战，宋军再一次气势大盛，从城墙和城墙根上下齐攻，攻城墙的搭云梯进攻，城墙根的挖地道进攻。耶律学古率军在城头与宋军血战，打退了宋军的攻势，接着又堵住了宋军在城下挖开的地道，宋军暂时没能更进一步。
当时的战况就是这样，宋军团团围困日复一日的攻城，辽军守城部队同仇敌忾意志坚决，双方就在幽州城僵持不下。
托了辽国自古以来四时捺钵的好传统，皇帝常年到处游走，通讯十分落后，辽景宗直到六月底才知道自己的南京城被围困了，气得大骂耶律希达和萧讨古无能。但事已至此，绝不能坐视南京城被宋军攻占，辽景宗火速派遣老熟人耶律沙率大军增援，耶律沙一走，惕隐耶律休哥也来请战，辽景宗没有犹豫，直接命耶律休哥统帅精锐五院军三万另行驰援。
对付数十万之众的宋军主力，有的人十万都不够，但对于耶律休哥来说三万足矣，因为他是与耶律斜轸齐名的契丹战神。
耶律休哥是宗室后代，祖父耶律释鲁是耶律阿保机的兄长，刚刚成年时恰逢穆宗朝乌古部叛乱，耶律休哥随军平叛立下战功被辽穆宗封为惕隐，主管宗室事务。长年的内政工作没有磨去他心中的血性，国家危难之际果断站出来为国尽忠。由于征召部队稍晚，耶律休哥于耶律沙出发后才出发。七月初六，耶律沙率军在幽州城外高粱河（今北京西直门外）与宋军遭遇，赵光义亲自督战，耶律沙与宋军拼杀了半天终于不敌宋军，率军向北败退。宋军趁势追击，从中午追到晚上往北追了十多里，遇上了耶律休哥主力。
耶律休哥早先已经知道宋军士气旺盛，可战场有死无生，他所率的辽军是辽国短时期能够动员的最后一支精锐部队，如果他耶律休哥再被击败，辽国将彻底失去幽云十六州。耶律休哥来到战场，就没做往回败退的打算，宁可战死沙场，也要保住大辽的国土。
耶律休哥战意很强，但不代表着他只会正面硬刚，了解到前方战事之后，耶律休哥命令全军夜行每人双手各持一支火把，三万的军队前进出六万的气势。宋军夜间遭遇耶律休哥部，一看这阵势心里发虚，战争打到这份儿上辽国居然还有这种实力的军队，于是主动放弃追击耶律沙，退回高粱河防守。
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