由于两国休战数年，宋军突然发难，辽军不备，很多部队都在其他几个方向征战，南京军区驻军不足以抵御如此大规模的入侵，耶律休哥急奏请援。辽帝国认识到这是一次更大规模的战略入侵，急调南院、北院、奚、乙室、渤海诸军前往救援。宣徽北院使耶律阿没里（字蒲领）为南征都统，率先驰援南京；北院枢密使耶律斜轸为山西道兵马都统，救援山后；彰德军节度使萧挞凛从上京远道驰援，较晚才赶到。东京留守耶律抹只率大军继行，林牙萧勤德率军在辽东半岛迁海，防御宋帝国海军登陆；西南面招讨使韩德威暂弃对西部宋、夏、回鹘等诸国的防御，来援幽州；辽圣宗、萧太后驻兵驼罗口，统一指挥部署。随后他们还派出了皇帝的近身卫戍部队:皮室军、皇帝和太后的直属部队——翰鲁朵军陆续参与到各路救援战斗中。辽帝国这一次的全国动员，比仓促应战的高梁河战役更加完善。

三月初五，曹彬路先锋李继隆率先进军固安县（今属河北廊坊），在城南与辽军接战，迅速击溃之，占领固安。李继隆未作休整，立即进军新城，新城守将未料李继隆如此迅猛，败绩而去，辽军的涿州外围防线解除。曹彬大军围攻涿州城，宋军攻势甚猛，李继隆、范廷召在城下一线督战，均中流矢。李继隆血流满地，却不为所动，继续指挥作战，诸军为之气烈，奋勇争先，顷刻宋军登满城头，攻克涿州！辽帝国奚宰相贺斯紧急率军来援，估计他是来找米信的，因为他们都是奚族人，是老乡。可惜老乡还没见到老乡，贺斯宰相就两眼泪汪汪了，因为途中他遭遇了李继隆的部将李继宣巡哨涿河北岸，被斩首千余级，其中一个是他自己。敌国的一位宰相比较意外的在一场遭遇战中被斩，由于是李继隆的部将所为，曹彬欲归功于他，但是被谢绝了。

曹彬路军进驻涿州后宋太宗惊讶进军太快，违背了最初的战略设想，派人提醒曹彬持重缓行。恰逢辽统军使耶律颇德率骑兵偷袭固安，宋军不防，小败一阵。耶律颇德又来攻涿州，被李继宣率骑兵击退。米信军在新城也遭到辽军反击，奚大王萧和朔奴（字筹宁）、北院大王蒲奴宁率大军来援，恰遇米信军，会同颇德围攻。见到本族的大王，这回轮到米信泪汪汪了，因为当时他只带了三百名龙卫军，陷入重围。米信亲自射杀数名敌军，手提大刀，带领一百骑突围，所幸李继宣率五千骑兵来援，才突出重围，没有去陪伴贺斯。于是曹彬暂驻涿州，减慢了进攻速度。

另一路潘美、杨业出雁门，辽寰州刺史赵彦辛（《辽史》作“赵彦章”）派兵出战，岂是杨业对手，被斩首五百级。杨业追击败兵至寰州，又斩首五百级。潘美大军随后赶到，围攻寰州。宋军攻势异常凶悍，神卫右第二军都指挥使薛超全身多处受伤，血漫征袍，依然奋勇突前，士卒无不追随，咆哮如雷。赵彦辛见不可守，举城请降。宋军继而进围朔州，守将顺义军节度副使赵希赞请降。潘美马不停蹄，进围应州，守将彰国军节度使艾正、观察判官宋雄又请降。宋帝国三交口行营与辽帝国西京都指挥司多年来在山后对峙，鲜有败绩，留下了“杨无敌”的英名，所以这次潘美路军几乎没有遇到什么激烈的抵抗，就收取了三州。此时云州（辽帝国西京大同府）已经失去了外围屏障，潘美军围攻孤城，不日攻克，斩首千计。云州地区都已经被宋军收复，而辽帝国援军耶律斜轸和萧挞凛刚刚赶到，只好先驻军蔚州以东，抵御潘美路军。

另一路田重进出飞狐，辽帝国西南面招安使、冀州防御使大鹏翼率渤海军前来抵抗。田重进召开参谋本部会议，都监袁继忠提出:“敌多骑兵，利于在平地作战，我们不如在险要地势逆袭。”蕲州刺史谭延美提出:“敌军自恃兵力强于我们，若出其不意，可以取胜！”于是田重进在飞狐南口偏东面列阵，以重步兵方阵扛住大鹏翼，辽军一天内多次冲锋没有效果。傍晚，荆嗣突然率军出现在西侧，沿着山崖从辽军背后袭击。这时田重进的大阵也开始向西推进，两军短兵相接，战况异常激烈，荆嗣一人就斩首百余级！随着宋军大阵的推进，许多辽军被挤下山崖，最后只剩下千余败兵退守一个土山继续抵抗。裨将黄明率军冲击土山，辽军居高临下，一时无法攻克。荆嗣对黄明说:“你带兵在下面为我呐喊助威，看我把他们收拾了！”在全军呐喊声中，荆嗣勇猛突前，一举攻克土山，将这股辽军全歼，然后追击了大鹏翼五十余里，乘胜攻克小冶、直谷二砦。