宋太平興國四年(遼保寧十一年，979)，宋軍爲奪取幽州(今北京，遼稱南京)，在高梁河(今北京西直門外)被遼軍擊敗的一次作戰。
八月初二，趙光義行從徵失律之罰，貶西京留守石守信爲崇信軍節度使，彰信軍節度使劉遇爲宿州觀察使。同時因爲北征不利，連平太原之賞也免了。當時很多人認爲這樣不行，皇子(趙匡胤之子，當時亦稱“皇子”而不稱“皇侄”)武功郡王趙德昭就上諫道：“當先行太原之賞，再行幽州失律之罰。”宋太宗當時大怒，想起諸將在找不到自己時曾有意立他爲帝，說：“待汝自爲天子，賞未晚也!”德昭被逼無以自明，退回私舍之後拔劍自刎。
遼軍既勝，亦行賞罰。以權知南京留守事韓德讓，權南京馬步軍都指揮使耶律學古，知三司事劉弘，能安人心衛城池，並賜詔褒獎。以前白馬嶺之敗責耶律沙，又以此次擊敗宋軍之功相抵。耶律奚底遇敵而退，以劍背擊之。乙室王撒合雖臨陣退卻，但部伍不亂，得到寬宥。冀王耶律敵烈(或譯“迪裏”、“塔爾”)戰死白馬嶺，其麾下先逃遁者皆斬，都監以下杖背。然後聚宴諸將士，分別給予賞賜。
宋太宗一直是首都市長，長於行政，短於軍事。想要憑藉滅北漢的餘威一舉收復燕雲故地，重建中國北方的國防線，並進一步恢復中原政權領導四夷的地位，這種進取心無可非議是好的。然而好的動機並不一定帶來好的結果，宋軍在高梁河以慘敗收場可不是時運不濟那麼簡單。
趙光義被攻克太原的勝利衝昏了頭腦，對遼軍的實力及其擁有大量騎兵的情況估計不足，在部隊疲睏交加的形勢下，倉促出兵，企圖以突然的行動、優勢的兵力數量，一舉襲取幽州地區。這種輕率魯莽、僥倖取勝的投機舉動，最後遭到失敗乃是情理中事。
從作戰指導上看，宋軍移師幽州，僅是一個方向的進攻，既未從幽州北面出兵配合，牽制遼軍，又未控制一定的預備兵力。一開始便將主要兵力投入戰鬥，企圖速戰速決，一舉成功，以致一遇挫折，便無力挽救。其次是對幽州城的防禦力量估計不足。幽州是遼的戰略要地，遼必以重兵守城。宋軍遠程急進，無攻堅準備，以致頓兵堅城，陷入師老兵疲的困境。
最後是缺乏打援部署。幽州既爲遼戰略要地，在受到圍攻時，遼兵必以重兵增援。但趙光義心高氣傲，未作任何阻援部署，只顧傾全力攻城，致爲遼援軍拊擊，導致全軍潰敗。反觀遼軍，雖在宋軍突襲初期遭到一些挫折，但能採取一些有效措施，固守待援，爲調集援兵贏得了時間。在援兵到達後，又成功地運用兩翼包圍的戰法，發揮騎兵的長處，乘耶律沙拖住宋軍並使宋軍遭到一定程度削弱時，突然投入戰鬥，終於扭轉戰局，取得了解圍幽州，大挫宋軍的勝利。
高粱河一役作爲遼宋關係的重要轉折點直接造成了日後的宋連戰連敗，到澶淵之盟，至此宋對遼已然完全處於下風，並直接對其經濟造成極大的影響。遼成爲一個威壓北宋，雄踞中國北方的龐大帝國一直到被金所取代。高粱河一戰影響深遠。
