于是，公元986年(雍熙三年)春天，宋太宗又一次发动北伐，命曹彬为幽州道行营前军骑水陆都部署，向雄州、霸州方面推进;命米信为西北道都部署，率军出雄州;以田重进为定州路都部署，出飞狐。同时，宋太宗又以潘美、杨业为正副统师，率领云、英、朔诸州宋军出雁门伐辽。辽朝方面，萧太后、韩德让等人并不慌怯，马上下令让南京留守耶律休哥率军迎曹彬，以耶律轸为都统，率兵迎击潘美、杨业的宋军。萧太后带同自己的儿子辽圣宗，亲征而行，驻跸于驼罗口。
雍熙北伐一开始，宋军诸路皆捷：曹彬一路攻克固安南城 ，田重进于飞狐北破辽兵，潘美在西陉痛击辽军，克辽朝寰州 。不久，曹彬又克涿州，潘美克朔州，下应州，破云州。米信方面，宋军又于新城大败辽军。辽承天太后萧绰闻讯，决定以骑兵之长和平坦广阔的有利地形，集中主力先破宋东路军，再移师逐个击破。遂部署南京留守耶律休哥率部先趋涿州阻击 ，继以东京留守耶律抹只率军驰援幽州;自与圣宗率精骑数万进抵驼罗口应援。同时，以北院枢密使耶律斜轸为山西兵马都统，率军进援山后，阻击宋中、西两路军东进。命林牙(官职)勤德守平州海岸，以防宋军由海上袭击侧后。
由于先前吃过数次败仗，宋太宗在诸将出发前，嘱诫他们“持重缓行，毋贪小利以要敌。”不久，宋军诸路捷报继至，宋太宗不喜反忧，深恐契丹军会乘间断阻宋军补给线。忧虑成真。曹彬十万大军在涿州呆了仅仅十几天，就吃尽了军粮，“乃退师雄州以援供馈。”宋太宗闻报，大骇：“岂有敌军在前不顾而退军待军粮的道理!”他忙遣使制止曹彬，并告诫曹彬不要再向前进军，率军沿白沟河与米信宋军会兵，“按兵蓄锐以张西师之势。”宋太宗本意很好，想等潘美等人尽得山后土地之后，田重进再东下与曹彬、米信会合，全师制敌，与契丹大军决战。
但是，曹彬统下诸将听说潘美、田重进等部连战连捷，深耻己军无功，“谋画蜂起，更相矛盾”。老将曹彬一进也没了主心骨，便顺从诸将之意，“乃裹五日粮，再往攻涿州。”当时，辽朝萧太后、韩德让、辽圣宗等人在涿州东五十里的地方扎下御营 ，听闻宋军来击，便遣耶律休哥轻兵疾行，阻击宋军。宋军边急行军边迎战，路上足足用了四天时间，才得以进达至涿州。“时方炎暑，军士疾乏，所赉粮不继。”无法，宋军得城不能坚守，又弃之而去。
曹彬先遣人率涿州百姓退走，他自己率大军殿后。由于人多兵疲，缺粮少水，宋军战斗力极度下降，连个象样的殿后军阵都组织不起来。耶律休哥率辽朝生力骑兵一路尾随，边杀边追，边追边杀，一直追到歧沟关，辽军发动总进攻，宋军大败。曹彬收拾残兵，连夜抢渡拒马河，于易山南岸扎营，准备休整一下喘口气。幸亏宋将李继宣死战，使得小股宋军逃得活命。但是，数万宋军，或被杀，或掉入河中溺死，或被俘，损失巨大，“为辽师冲击死者数万人，沙河为之不流，弃戈甲若丘陵”。
辽军战后打扫战场，耶律休哥“收宋尸以为京观”。辽朝上下大喜，进封耶律休哥为宋国王。宋太宗闻军败，愤恨不已，深责众将，认为这些人“不遵成算，各骋所见，领十万甲士出塞逼斗”，最终“往复劳弊，为敌所乘”。所以，曹彬、米信等人回朝后，皆被贬官。由于东路主力大败，宋太宗合围幽州的战略意图再难实现。辽朝方面开始反扑，耶律斜轸统十万大军赶至安定西，与宋朝雄州知州贺令图相遇，双方大战，宋军又败，被杀一万多人。辽军乘胜攻陷蔚州、寰州等地。深知西路军已经无望，宋太宗下诏指示潘美，让他与杨业一起引兵护送云、朔、寰、应四州百姓内迁。
时辽军已占据寰州，副帅杨业力主分兵应州，诱辽军向东，另以强弩手千人扼守石竭谷口，阻击辽军，以保民众安全南撤。监军王倪及潘美不纳杨业建议，逼其出雁门直趋朔州出战。及战失利，回师陈家谷口，潘美、王侁已违约先撤。杨业孤军奋战，负伤被俘，绝食而死。中路军田重进不辱使命，全军而返，并带回部分收复地区百姓。至此，宋三路大军皆败，所取州县复失。