太原是历朝重镇、北汉国都，城墙修得异常坚固高大。北汉负隅顽抗。宋军围攻俩月不能得手。
宋太宗亲临前线指挥攻城。他命诸将以抛石机轰击城墙。宋军不计伤亡，不分昼夜，全力攻城。在付出惨痛代价之后，宋军攻破了太原外城。
北汉退到内城负隅顽抗。宋太宗招降被北汉皇帝拒绝。北汉皇帝相信还会有奇迹出现。但是北汉将领相信大势已去纷纷翻墙投降宋朝。最终宋军攻破了内城。北汉皇帝坚持到最后一刻才不得不宣布投降。
宋太宗得胜后下令彻底摧毁太原城墙。
北汉的十州被收入宋朝版图。
自朱温而始的五代十国七十年分裂期宣告结束。
“五代十国”是指中原更替的五个王朝：后梁、后唐、后晋、后汉、后周，以及中原周边割据的十个政权：前蜀、后蜀、吴、楚、闽、吴越、南唐、南平、南汉、北汉。
北汉覆灭意味着十国全部被纳入宋朝的版图。
不过宋太宗不能因此宣布中国完成统一大业，因为燕云十六州还在辽国人手上。
宋太宗在灭掉北汉后，决定乘得胜之余威举兵伐辽，收复燕云故土。他下令军队取消休整继续北上，完成最后一战永享太平。
宋太宗的命令一下，将士们怨气冲天。大战之后人疲马乏是一方面，封赏暂缓也引起将士们老大的不乐意。
宋朝实行的是募兵制。和现在好多国家实行的强制兵役不一样，宋朝没有义务兵，都是职业兵。国家并不强迫你当兵，但是你要当兵国家会给你开工资，并且还有战时津贴、抚恤金什么的，薪金非常丰厚。灭国擒王另有重奖。
将士们都在等着开庆功会、受封领赏、放假回家，没成想等来的却是继续前进的命令，大失所望。
宋军北发幽州。沿途易州（河北保定易县）、涿州望风而降。
宋太宗率领宋军以日行百里的速度长途奔袭幽州。他计划赶在辽国援军到来之前拿下幽州，然后以幽州为据点扫荡燕云十六州。
呼哧带喘的宋兵跑到幽州城下哪还有力气攻城，并且为了轻装前进没带任何重型攻城装备。宋军“围城三匝”，把幽州团团包围起来日夜攻打，可打了半拉月也没打下来。宋太宗亲自在城下督战也无济于事。
士兵们体力透支倒是其次，士气不高才是关键。宋太宗光叫马儿跑，不叫马吃草。士兵们有情绪，越打越没劲。
这时，增援幽州的辽国铁骑抵达幽州。
打北汉异乎寻常地顺利让宋太宗产生了轻敌思想。他登基前一直做行政工作，没有接触过军事，对行军打仗不了解。以疲惫之师对付以逸待劳之敌就已经吃了亏，然后又没有派兵守住险要阻挡援军，使作战陷入被动。
宋太宗以为兵贵神速，敌军就没有防备。其实辽军在宋军围攻太原之时就已经预料到