两路军连克州县、屡战屡胜，因此求功心切，都主张出战。曹彬听信诸将意见，在补充粮食后，引军北渡白沟河，与耶律休哥军对垒。宋军结方阵，堑地两边而行，向涿州进军。耶律休哥以一部兵力阻击东路宋军，使得宋军且行且战，行动迟缓，100里路竟走了20天。由于途中缺水，曹彬部宋军困乏不堪。

到达涿州后，曹彬得知萧太后和辽圣宗率大军已经到达涿州东面50里处，有会同耶律休哥军钳击东路宋军之势。于是，曹彬命部将卢斌携带城中民众先行向南撤退，亲率主力断后。发现宋军撤退后，耶律休哥迅速抓住战机，立即率领精骑发起追击。

当时，天降大雨，败退的宋军在泥泞中艰难跋涉，士气低落，“无复行伍”，将领也无法控制，5月初，耶律休哥的骑兵在歧沟关追上了逃跑的宋军，这支疲惫之师霎时崩溃，曹彬率领溃军连夜抢渡拒马河，慌乱中人马自相践踏，伤亡甚众，知幽州行府事刘保勋、开封兵曹刘利涉父子、殿中丞孔宜等人溺死河中，宋军残部逃至易水南岸，又被耶律休哥的骑兵追上，前后死者数万人。

宋太宗得知东路宋军惨败的消息后大惊失色，急令中路军退守定州，西路军退屯代州。随后，辽军又迅速向中路和西路宋军发起进攻。结果，中路宋军不战而退，只剩下潘美和杨业率领的西路宋军孤悬敌后，形势危急。宋西路军监军使王优在兵力对比悬殊的情况下，令杨业率兵出击。杨业原本不同意孤军深入，可监军使王优讥讽杨业说：“君素号无敌，今见敌逗挠不战，得非有他志乎？”杨业被迫率兵出战，结果全军被歼。杨业本人也受重伤后被辽军所俘，绝食3日而死。至此，宋三路大军皆败，所取州县复失。

宋军在歧沟关一战遭到惨重失败后，北宋政权便完全丧失了战略进攻能力，被迫转入战略防御。耶律休哥因功封宋国王。同年末，与太后会兵，在君子馆之战中全歼宋军数万。

公元988年（统和六年）冬，耶律休哥率辽军大举南侵，攻克涿州，陷长城口。李继隆领兵北上增援不敌耶律休哥，宋军退保北平寨。耶律休哥领八万精骑继续南下，陷满城，南下祁州。李继隆再次赴战，路上遇敌激战之后斩获不少，最后依据宋太宗指令退保唐河。耶律休哥率精锐铁骑直扑唐河。李继隆一面招来镇州都部署郭守文增援，一面在北岸设下二千名伏兵准备背后偷袭。

耶律休哥很快发现了宋军伏兵，他首先对宋军伏兵实施攻击。李继隆见情况有变立即下令荆嗣出战救援，荆嗣杀入重围救出伏兵，迅速退到河边，把军队分为三阵，背水抵抗。辽将耶律休哥亲率骑兵主力登上烽火台求战，然后全力冲击。勇将荆嗣顽强抵抗，战斗拉锯了好几个回合后，荆嗣军抵敌不住且战且退撤到南岸和李继隆主力会合。辽军见势迅速杀过河桥。

李继隆下令田敏带领其数百名静塞骑兵来到阵前，田敏不负众望带着骑兵“摧锋先入”。李继隆，荆嗣，郭守文乘势掩杀，辽军大败，横尸遍野，宋军一直追击到满城，斩首一万五千级获马万匹，耶律休哥首尝败绩。

公元989年（统和七年），耶律休哥再率三万铁骑南侵，旨在切断威虏军的补给。宋朝内部展开了激烈的争论，有人建议放弃威虏军。李继隆表示反对，他召集镇、定、高阳关精锐万人，毅然出发运粮，归途中渡过徐河后遭到耶律休哥追击。李继隆派麾下大将尹继伦偷偷进至辽军后背。到了凌晨尹继伦乘耶律休哥不备，突然从背后袭击辽军，辽军正在用餐不及防备，顿时陷入混乱。尹继伦杀入辽军指挥部，耶律休哥此时正在吃饭，见此情形丢掉筷子，被短兵砍伤手臂，伤得非常严重，狼狈撤退，

但辽军毕竟人多，很快组织反击，尹继伦渐渐支持不住，连连败退。此刻李继隆和大将王杲，范廷召领兵杀到增援。辽军败状据《宋史》记载“杀其将皮室一人。皮室者，契丹相也......寇兵随之大溃，相蹂践死者无数”，宋军追击了几十里，辽军在曹河遭到宋军孔守正伏击，又死伤不少。

同年，宋朝派刘廷让等乘夏日水涨来攻易州。易州辽守将颇为惧怕。耶律休哥独率精锐迎战于沙河以北，杀伤宋兵数万，获辎重不可计，俱献于朝廷。萧太后嘉赏休哥之功，诏令此后入朝免拜、不用称名。从此，宋兵不敢再出兵犯北。

公元998年（统和十六年），耶律休哥去世。

耶律昭：“古之名将，安边立功，在德不在众，故谢玄以八千破苻坚百万，休哥以五队败曹彬十万，良由恩结士心，得其死力也。”

脱脱《辽史》：“宋乘下太原之锐，以师围燕，继遣曹彬、杨业等分道来伐。是两役也，辽亦岌岌乎殆哉！休哥奋击于高梁，敌兵奔溃，再战歧沟关，旋复故地。宋自是不复深入，社稷固而边境宁，虽配古名将，无愧矣。”

王世贞《王弇州崇论》：“羊叔子世所谓仁人也、然吾读辽史、以为耶律休哥之填燕、胜叔子远。叔子之填襄阳、未尝一日而忘取吴。其所以勉而为仁者。老子之所谓将欲取之、必固与之也