在宋东路军与燕京辽军对峙期间，中路、西路两军战果连连，田重进中路军攻占了飞狐道要地，潘美所率的西路军也连下寰、朔、应、云四州，迫使萧太后于曹彬率领宋军东路主力南下就粮的间隙，赶紧调兵西援。
986年（宋雍熙三年，辽统和四年）四月十七日，辽蔚州（今河北蔚县）守臣眼见宋军田重进部迅速逼近，兵锋甚锐，而辽援兵相距仍远，为求自保，发生了内讧。
辽蔚州监城使、同州节度使耿绍忠等见城中人怀贰心，便打算尽杀守城汉军将吏，统率契丹人马向辽军主力靠拢。
但此图谋被蔚州左右都押衙李存璋、许彦钦所窥知，于是李存璋等人先下手为强，杀蔚州节度使萧啜里及城中契丹士卒千余人，执耿绍忠归降于宋。
这耿绍忠出身于辽地著名汉人世家，其父为奉圣军节度使耿美，其弟为三司使耿绍雍。耿家与韩德让家为儿女亲家。当宋军三路北征的消息传至萧太后、辽圣宗行营，耿绍忠正好在行营中，便被遣至离前线颇远的蔚州为监城使，不料想被部下绑归宋朝。
田重进命勇将荆嗣率数十壮士入城，指挥守城事宜。当时，田重进部缺粮，荆嗣便让士卒将城中所储粮食送至宋军大营，以解燃眉之急。
西路宋军连下山后诸州之后，各以兵守护，主将潘美驻云州，勇将杨业屯代州。
但因宋东路主力军惨败，如此大好局面随即付之东流水。
辽军击败宋曹彬主力军后，萧太后进抵固安城，以青牛白马祭天地，于五月十三日调遣详稳萧排押率弘义宫兵及南、北皮室、郎君、拽刺四军同赴山西应、朔二州界，与惕隐瑶升、招讨韩德威等军会合，一同抵御宋军向纵深发展。
于是移师西线的辽军号称十万大军，实施反攻，很快扭转了不利局面。
因辽大军逐渐进逼，宋蔚州将荆嗣守城不出。辽大将耶律斜轸便在布帛上写上招慰宋人的文字，射上城头以劝降。
城内那些归降宋朝的原辽军士卒便怀贰心，副都指挥使江谦暗地联络军士欲翻城出降，被荆嗣侦知。
荆嗣以“妄言惑众”之罪名斩江谦，以稳定军心，登城固守。
耶律斜轸探知宋军来援，便令都监耶律题子连夜在半路险要处埋伏精兵。
次日，蔚州守城宋军见救兵已至，大开城门出击，却遭到辽军前后夹击，于是守城、来援的两支宋军一起溃败。此时守蔚州城的士卒叛宋归辽，荆嗣几番杀入城中，救出陷入围攻的不愿归辽的将士，但最终不得不弃蔚州，转战而退，随行校官5人，4人战死。
但血战结果，荆嗣终于率余部回归田重进大营。辽军乘胜又攻下灵丘、飞狐等地。十六日，耶律斜轸遣判官蒲姑至燕京奏报收复蔚州，斩首二万余级，萧太后甚喜。
此处“斩首二万余级”之语，大有夸大战绩之嫌。
四月二十一日，宋将贺怀浦、潘美又率兵分路进击蔚州。耶律斜轸正屯军附近，得知宋军来袭，便设伏半路，出敌不意，纵兵逆击，追奔逐北，于飞狐道再次击败宋军，并控制了飞狐关。
飞狐关作为外三关之一，形势险要，实为进入河东的门户。
二十五日，萧太后因辽将瑶升、韩德威临阵畏怯、不尽追杀来犯的宋兵，特降诏诘责；并下令敌军“据城未降者，必尽掩杀，无使遁逃”。
六月初，萧太后命南京留守耶律休哥派遣砲手等西援耶律斜轸，大大增强了山后辽军攻城拔寨的能力。
曹彬东路军惨败的消息传来，宋太宗急令边境诸将在雄州一线再设防线，欲借助西、中两路宋军所取得的战果，再与辽军周旋。
但眼见宋军主力溃不成军已极大影响了士气，且辽军连克蔚州、灵丘、飞狐等地，败局已定，于是急令西、中两军回撤，中路军退守定州，西路军退屯代州，并要潘美遣军掩护云、应、寰、朔四州的民众内迁。
耶律斜轸察觉宋军欲南撤，遂自飞狐鼓行而西，十七日攻入寰州，杀宋守城吏卒千余人。
驻守浑源（今属山西）等地宋军弃城而走。
迫于形势而回驻代州的宋军主将潘美，急遣勇将杨业出兵接应。与辽国交锋多年、且深谙边境地势的杨业，鉴于辽军已占据寰州，形势对宋军大为不利，故向主将建议应避辽军锋锐，分兵应州以诱开辽军主力，以保证民众安全南撤：
今敌寇益盛，不可与战。朝廷止令取数州之民，我军但领兵出大石路（今应县大石口，为繁峙至应县之重要通道），先遣人密告云、朔两州守将，待此天军离代州之日，即令云州之众先出。我师进向应州，契丹必全军来拒，即令朔州民出城，直入石碣谷（今山西朔州南），遣强弩手三千人列于谷口，以骑士援于半路，则三州之众，可保万全矣。
但杨业的声东击西以掩护四州民众南撤之计，却遭到了监军王侁的质疑，并讥讽杨业道：
“为大将领数万精兵而怯儒如此！当趋雁门北川中，鼓行而往马邑（今山西朔州东）。”
顺州团练使刘文裕也赞同王侁的与辽军正面作战主张。
深悉敌情的杨业当即反驳：“不可，此必败之势也。”
于是王侁诬蔑杨业畏敌避战，是别有居心：
“君平素号称'无敌’，今日见敌却逗挠不战，得非有他志乎?'
杨业归宋后，虽在对辽作战中多立战功，但却屡遭主将忌妒、小人排挤，故闻听王侁之语，不禁大为愤慨，嗔目怒言道：
“我杨业非是怕死不愿出战，只是天时不利，如此而为，徒然使将士伤亡而不能成功。既然君等责备我不能以死报国，则我当先于君等死耳。”
但主将潘美却不对争议表态，杨业只得同意率兵自石峡路直趋朔州，冒险出击。
在路口与主力分别时，杨业悲愤地向主将潘美表示道：
“此行必定不利。杨业本是太原降将，国亡当死，主上施恩不杀，宠待以上将，授予兵柄。我非是纵敌不击，只是欲等待时机，立尺寸之功以报君恩。今日诸君责我杨业怯懦避敌，我定当先战死沙场以自明！'
杨业并手指陈家谷口（今山西宁武北)说：
“望诸君能于此谷口埋伏步兵强弩，分为左右翼以作援兵，待我兵败转战至此，诸君即以强弩射敌施救。不然，我所率兵士必死无遗。”
潘美亦久经沙场，情知杨业所说是实，便指挥诸将在谷口设伏。
辽军主将耶律斜轸获闻杨业率兵出代州而来，即令悍将萧挞凛伏兵于要路。因为杨业以骁勇著称，多年来一直与辽军作战，此次北伐一举攻占云、应诸州的功臣，所以辽军将士对杨业颇为忌惮，耶律斜轸也不敢掉以轻心，亲自率军迎击。
次日清晨，宋、辽两军相遇，耶律斜轸指挥众军列阵挑战，杨业麾兵进击。两军甫交，辽军佯败而退，宋军追击，辽军伏兵突然发动，耶律斜轸也回帜反攻，将杨业一军团团围住，杀声震地。宋军孤军奋战既久，难以支撑，只得且战且退，来至朔州以南 30 里的狼牙村。
传说杨业因为自己姓杨，而此村却称狼牙，“羊入狼口”，岂有幸理，心底大为厌恶，所以不肯进村；但后有追兵，又无他路可避，加上左右将士固请，杨业乃行，但随即被尾追而来的辽军重重包围。
此时，守备在陈家谷口的潘美等人，自寅时(三时至五时)等到巳时(九时至十一时)，王侁派人登上附近山上托逻台瞭望，未见前方动静，自以为辽军已经败退。
为争功，王侁率领本部兵马离开陈家谷口前进，潘美见状，亦以“不能制止”王侁行动为借日，也离谷口而去，顺着灰河(今山西朔县境内恢河)河谷向西南走了20里。
此时传来了杨业兵败消息，潘美不但未派兵救援，反而慌忙率领所部后撤而去。
众寡不敌的杨业一军浴血奋战，突出重围，从日中杀到日暮，且战且退，果如前所料，转战至陈家谷口。
本想利用伏兵突袭挽救败局的杨业，见到谷口已无一兵一卒把守，不禁“拊膺大恸”，悲愤异常。
当时随从杨业作战的战士尚剩百余人，平日“御下有恩”的杨业深知败局不可挽回，便对众士卒说道：
“汝等各有父母妻子，与我一起战死，无益于事，可分散逃命，待敌军去后，尚可还报天子此战经过。”
但众军士皆为杨业的忠义所感激，无一人逃走，誓与俱死。于是杨业率领这百余哀兵反身冲入辽军中血战，除个别士卒幸免外，杨业之子杨延玉以及部将王贵、贺怀浦等将校及帐下战士都力战而死。
73岁老将的王贵在辽兵重围中，仍然张弓射杀数十人，箭尽，又挥舞空弓击杀多人，最终死于乱枪之下。
杨业在激战中负伤数十处，仍力战不止，因坐骑受伤不能驰骋，便走入密林中匿避。辽将耶律奚底紧追不舍，远远望见杨业袍影，张弓一箭，射中杨业。辽兵一拥而上，生擒了伤重堕马的杨业。
贺怀浦是宋太祖皇后贺氏之兄，时任岳州刺史，屯兵三交口。因为此次雍熙北伐由他首倡，结果遭受惨败，故宋代史书多加轻视、嘲讽。其实此次北伐的失败，宋太宗要负主要责任，现在归咎贺怀浦，实有为天子推卸罪责之意。
杨业被擒之日，史籍中未有记载,《辽史》称七月九日，耶律斜轸遣人奏告“复朔州，擒宋将杨业”。
因萧太后于六月二十一日去凉陉。所谓凉陉也称陉头，即山后炭山，为辽朝传统夏捺钵之地，位于今河北张家口沽源县境内。
考虑到朔州至凉陉的距离，以及快马骑行速度，可推知杨业被擒约在此日之前三、五天。对于杨业被擒后情形，宋、辽两国史书所载甚不一致。
《宋史》称杨业被擒后叹息道：
“皇上对我恩重，我本期待捍边破贼以立功报国，却反为奸臣所忌，逼令赴死，致使王师败绩，今有何面目求生于虏中耶!”
因而“不食三日死”。
但《辽史》却记载耶律斜轸见到被擒的杨业时谴责道：“汝与我国角胜三十余年，今日何面目相见!”
而杨业“但称死罪而已”，如此胆怯卑微的言行，与“以骁勇自负”、闻名北边数十年、人号“杨无敌”的形象大相径庭，且亦与其因伤被敌所擒后“疮发不食，三日死”的结果大不相符，可知《辽史》中所言杨业被擒后的狼狈言行，实是契丹人为鼓舞己方士气、打击敌人军心而编造出来的。
今日大都认为杨业是绝食三日而死，但据《辽史》所云，杨业是中箭重伤、“疮发不食，三日死”，即伤重不能进食，导致3天后死亡。
此从辽将耶律奚底的遭遇也可得证明：战前“辽军颁军令务必生擒杨业”，但杨业因耶律奚底一箭射中而被俘，并因此重伤而死，耶律奚底由此“不能为战功”。
宋军驻守云、应诸州将士闻知杨业战死，即刻弃城南遁。于是宋军北征前期所攻占的州县，全部被辽军收复。
辽、宋两国对杨业之死皆十分看重。
《辽史》中对杨业之死大书特书，可见其对杨业的忌惮心理。
七月二十四日，耶律斜轸遣人向萧太后正式奏告已收复朔州，擒杀宋将杨业，及上所获宋朝将校印绶、诰敕等，并将杨业的首级函献给萧太后和辽圣宗。
萧太后特地诏命详稳辖麦室将杨业的首级传至燕京耶律休哥处，晓示诸军，并将朔州之捷宣谕南京、平州将吏。
辽人对被己方擒杀的一代“战神”杨业十分敬佩，传说萧太后特令人于燕京之北的古北口修建杨业祠庙，以示旌表，并供人四时祭拜。
杨业死讯传来，宋地军民皆扼腕叹息，悲愤难抑。此后辽、宋订立和约，宋朝使臣出使辽国途径古北口时，多人此庙祭拜，留下多篇诗作以抒感慨。
如宋仁宗时刘敞奉命出使贺契丹太后生辰，撰有《过古北口杨无敌庙》诗，曰：
西流不返日滔滔，陇上犹歌七尺刀。恸哭应知贾谊意，世人生死两鸿毛。
因杨业从未到过古北口，且战死于朔州附近，所以有人对古北口建有杨业庙甚感奇怪，认为只是出自后人依托。
其实，此当与杨业死后曾被“传首”于燕京辽军军中有关。由于北方草原民族向有敬奉被自己所杀死的敌方战将为“贵神”的传统，因此被“传首”的杨业头颅很可能即被埋在古北口一带，而后在附近修造庙宇以为祭拜之所。
对于杨业败死之因，杨业于被俘后曾愤慨表示是被“奸臣”所害，因历代戏剧小说的传播渲染，世人大都以为杨业口中的“奸臣”，即指宋西路军主将潘美。
世人也颇有为潘美洗雪者，认为害死杨业的“奸臣”是监军王侁，而非主将潘美。
但从当时情况来看，虽然王侁逼迫杨业冒险出兵而败军被俘，而且王侁作为监军有着很大权力，但潘美身为天子旧将，久经沙场，深得宠信，且此时作为主将，对陈家谷之败显然负存主责。
而且当时即有杨业战功甚著，而“主将戍边者多忌之”之说，此“主将”当然不是指王侁。
宋人也普遍认为潘美当为杨业之战死负主责，大文豪苏轼之弟苏辙在出使辽朝路过古北口杨无敌庙，作诗一首，其最后二句云：
“我欲比君周子隐，诛彤聊足慰忠魂。”
周子隐即西晋建威将军周处，当时氐族首领齐万山起兵反晋，有众7万，西晋梁王彤、安西将军夏侯骏派周处领兵五千去进攻齐万山，周处认为“军无后继必败，不徒亡身，且为国取耻”，但梁王彤、夏侯骏不听，结果周处苦战一日，箭尽援绝，力战而死。这杨业之死与周处的情况类似，而主将潘美又与梁王彤的地位相当。
故苏辙在末句中暗示应当诛杀主将，来告慰冤死忠魂于地下。因此，起初还有人刻意掩盖杨业之死的真相，今有学者考证：
宋朝制度，凡观察使卒，赐钱三百贯、绢布各二百疋、酒五十瓶、羊五十口。
但杨业官云州观察使，死后朝廷仅赐绢布各百疋、粟十石，其待遇远不及同时阵没之刺史贺怀浦。
其待遇如此之薄，则“知杨业此时必为人所谗谤矣。其后赠官赐厚赙，并严谪潘美等，是必有人为之申雪矣”。
而为杨业“冒死申雪”者，为一个名叫刘吉的中级武臣，其“证杨业忠赤，为奸臣所陷”。
宋太宗这才下诏厚恤杨业家属，赠杨业官太尉、大同军节度使，谥忠武；并对相关责任者进行惩处。
诚然，潘美因杨业枉死而遭到后世百姓千指唾骂也并不算太冤，但实事求是而论，潘美确也不能算是一个阴险无耻、一心陷害忠良的“大奸臣”。
潘美等敢于陷杨业于死地，也有其深刻的政治背景。
清初思想家王夫之指出宋太宗的为人是：
“忌大臣之持权，而颠倒在握；行不测之威福，以固天位。”
即杨业之冤死的根本原因，就在于宋太宗的忌刻、猜疑。
因此，宋太宗为平息人心愤怒而处罚有关官员，也只是重罪轻罚，大事化小；潘美被天子斥以“道路非遥，军士亦众，不能申明斥候，谨设堤防，临此生民，失吾骁将”，却仅被削去官秩三级，责授检校太保；王侁、刘文裕都被除名发配。
不过刘文裕不久就被天子召回；潘美被削去的也只是检校大师之类虚衔，仍是驻节河东的宋军主帅，而且仅过一年，就又官复检校太师了；此后潘美的女儿，又嫁给了宋太宗儿子(即宋真宗)，可谓官高位显。在宋太宗刻意掩饰下，害死杨业的罪责也就由王侁一人承担了。
（正文完）
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