六月，命玉昌修造河桥，以备大军渡河，又下诏在扬徐二州征集民丁，招募军队，使广陵王元羽、元图和元景持节安抚北方六镇，调发精骑，宣布孝文帝南伐。出征之前，孝文帝率百官来在冯太后永固陵前，跪拜辞行，然后，由玉昌任三军兵马大元帅，宇文护和尚平为左右先锋。大军列队出城，一路之上阵容整齐，浩浩荡荡，所过之处，秋毫无犯，众臣皆赞玉昌统军有方，兵过晋阳，太尉元石昏倒军中，安定王元休因此请送之北上修养。玉昌请示孝文帝“兵戎之事，不得妄请，可命就地治养。”大军继续南行，九月底抵达洛阳。
时值深秋，阴雨连绵。大军在洛阳城外休息待命。孝文帝带玉龙玉昌冒雨巡视洛阳晋故宫旧址。眼呈现的是一派断壁残垣，杂草丛生的破败之像。他感慨地对两人说“晋室不修功德，宗庙社稷倾于一旦，荒废成这样子，朕实在痛心。”说完，萧然泪下，吟诵起《黍离》诗来“彼黍离离，彼稷之苗。行迈靡靡，中心摇摇。知我者，谓我心忧；不知我者，谓我何求。悠悠苍天，此何人哉？” 接着，观洛桥，临太学，观不经 ，返回军营，诏令大军继续南进。玉昌传文帝诏令，手执马鞭，策马冲在队伍最前面，君臣们经过长途行军，疲惫不堪，都不愿冒雨继续前进，于是纷纷跪到孝文帝御马之前，磕头泣诉，请停南进。孝文帝问道“前面就是南阳，大军前进直取荆州，尔等啰嗦什么？”安定王元休谏道：“此次举动，众臣都不愿意这样做，唯独陛下要这样做，臣不知陛下违众南伐，究竟是为了什么？臣等敢以死申请。”孝文帝怒道：“我方要经营天下，统一全国，你们这些王公，屡屡阻挠大计，动我军心误我大事，若再胡言，当以军法从事。”其他众王也再三哭诉：“臣等不愿见陛下有先帝江陵之祸。”孝文帝余怒未消，仍晓瑜群臣说：“这次举师南征，规模不少，动而无成，拿什么向太后表示，就这样班师，如何面对宗亲先祖，若不南下，即当迁都于此，机不可失，诸位王公大臣以为如何？计议已定，不得旋转，想迁都的站左边，不想迁都的站右边。”话音刚落，任城王元澄，安定王元休等人，一齐站到了左边，南安王元桢见势不妙，赶紧顺势言道：“古人说：成大功者不堪于众，今陛下若停止南伐之谋，迁都洛阳。这才是臣等的愿望，百姓们的一大喜事啊！”群臣齐呼“万岁”赞成迁都，然时仍有许多鲜卑大臣不愿南迁，但更惧南伐。故只得相从，不敢再提出异议，迁都之举至此议定。
太和十八年（494）三月，孝文帝北巡至平城，临太极殿，引见留守百官大议迁都。他晓喻群臣说：“朕将迁都洛阳，诸位大臣各人谈谈自己的志向。” 燕州刺使穆罴首先出班跪奏道“迁都大事，依臣愚见，不宜迁都”孝文帝平心静气地问道“你就讲讲不能迁都的理由吧！”穆罴振振有词地说“国家北有柔然之冠，南有荆扬（指南齐政权）未曾宾服，西有吐谷浑之阻，东有高句丽之难。四方未能平定，国家尚待统一。以此相推，所以不可。况征讨四方，需要大量戎马。洛阳地处中原，没有牧场，马从何来？”“今代郡在恒山之北，九州之外，非帝王之都，正因这个缘故，所以要迁都中原”穆罴仍不服气，接着非难道：“臣听说黄帝都于涿鹿。以此说来，古代圣王不必都要定都中原。”孝文帝应声答道“黄帝以天下未定，居于涿鹿；既定之后，也迁都河南。”尚书于景接着奏道“臣不以为代郡胜过伊、洛之美，但自先帝以来，久居此地，百姓已安，一旦南迁，众人未必乐意。”平阳公还以老臣自居，也带着责备的口气说：“陛下去年亲率六军南讨萧氏，到了洛阳，派任城王澄至平城宣旨，命臣等议论迁洛。初奉恩旨，心中惶惑。迁都大事，应当询问卜筮，审定是否大吉，然后定夺。”孝文帝耐心地回答道：“周公、召公是古代 圣贤，乃能卜居相宅，往营洛邑。今日没有这样的圣贤，占卜又有什么益处！况且《左传》上说‘卜已决疑，不疑何卜’。黄帝占卜不成功，贤哲天老也说是‘吉’，黄帝听从了他的话，终至昌盛吉利，这样，具有全德的人预计未来就比龟卜还正确，作帝王的以四海为家，或南或北，哪能常居一地！朕的远祖，世代居于塞外荒凉之地；文皇帝开始都于东木根山，昭成皇帝建盛乐（今内蒙呼和浩特市）新城，道武皇帝又迁都平城，朕为什么就不能迁都中原？ 一席话说的众人哑口无言。“老王爷左帅元鸿系受先帝和太后托孤重臣，现在全权交予三军兵马大元帅杨玉昌和太傅李玉龙，已在金庸城筹建新都，规划图纸报万岁审定矣。”任城王元澄和邺城王元亮表达了元鸿元老的态度，前怀州刺使青龙、前秦州刺使吕文恩等虽仍抱着顽固态度，也都辞屈而退。第二天，孝文帝亲临朝堂，宣布诏令，分部分批迁都洛阳。
十月，以太尉、平阳公元丕为太傅，录尚书事，留守平城。玉昌为左相，玉龙为右相，主持洛阳迁都。孝文帝拜辞太庙，奉迁祖宗牌位，从平城出发，经邺城，于十一月下旬回到洛阳。为清定流品，他以清河大族、尚书崔亮为吏部郎，负责选举；为解决迁洛后战马缺乏的问题，他命后军将军宇文福和马旺巡视牧地，选定洛阳稍北的河南孟县一带作为新牧场，取名邙阳牧场，每年从河西走廊的河西牧场将大批牲畜先徒放并州（今山西一带），再步步南迁到洛阳，这样可以使牲畜渐习水土，不至死伤。邙阳牧场常年蓄养戎马十万匹，牲畜无数，以宇文福为司位监，专事管理，致使牲畜蕃滋，略无耗失。
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