刚开始元昊率大军自土门路进兵佯攻宋朝的保安军。其实，此乃元昊的声东击西之计，表面上攻保安军，实际欲攻打金明寨。李士彬严加防守，但等了一天，不见动静，便放松了警惕，夜间在黄帷寨解甲而寝。凌晨，元昊趁其不备，在诈降和暗降将士的帮助下，率军攻入寨城。李士彬闻夏兵来攻，从梦中惊醒，急忙披挂铠甲，准备迎敌，命随从快牵马来。他身边的随从正好是西夏的一个内应，便将一匹两日未进食的病马牵来让其乘坐。那病马有气无力，无法冲出夏军的层层包围，李士彬身边的几个内应趁其不备，将李士彬与其子李怀宝一同擒拿，押送给元昊。
元昊攻占金明寨之后，乘胜进攻延州。延州古城为赫连勃勃所筑，故又名赫连城。延河直贯其中，将延州一分为二，其城墙依山而筑，易守难攻。当时，范雍听信贺真“元昊根本无意攻取延州”的假话，把镇守延州的副都部署石元孙派去救土门寨，延州城内只有钤辖内侍卢守勤率领的士兵数百人。
李元昊连营十余里，把个延州城围得水泄不通，却故意围而不攻。范雍那里见过这种阵势，吓得号啕大哭，钤辖卢守勤也吓得没了注意，两人便谋划和西夏议和，命令都监李康伯出城谈判，李康伯听说范雍要议和大怒，当即义正辞严地怒斥道：“吾等身受皇禄，危难之际，当竭忠效命，岂可苟且偷生，头可断，命难从。”范雍和卢守勤心中有鬼，也不敢发作，急忙发出檄令，要求驻守在庆州的鄜延副总管刘平率兵增援延州。
刘平率领3000士卒用了4天时间自庆州赶至保安军，按照原定计划应与鄜延副都部署石元孙会合，一起去增援土门寨，这时又接到范雍援救延州的檄令，急忙昼夜兼程向延州赶来。刘平军在前，石元孙军继后，行至三川口以西10里处安下营寨，并遣骑兵先趋延州夺门。
范雍在檄调刘平、石元孙增援延州的同时，还命令鄜延都监黄德和，巡检万俟政、郭遵等各率所部前来与刘平、石元孙会合。五将会合后，共有步骑兵万余人马，有部下向刘平建议道：“夏军10余万人马，我军只有万余人，力量悬殊，可改道而行，暂避敌锋。”刘平斥责道：“义士赴人之急，蹈汤火若平地，况国事乎！夏逆人数虽众，何曾识得兵法战阵，勿说10万之众，就是百万军中，我也取得元昊首级。”刘平不听劝阻，毅然冒进。张元听到消息后，心生一计，便派降卒假冒范雍手下，对刘平说：“范知州在东门等候将军，为防奸细混入，希望将军队分批开拔。”此时，大军离延州城只有20余里，刘平不辨真伪，派出2500名士兵的先遣部队开赴延州。过了两个时辰才发现先前的使者不见了，知道有诈，立即将部队结成战斗队形，继续进发，在离延州5里的三川口突然与李元昊的先锋野利遇乞的部队遭遇。
只见西夏军四山鼓角雷呜，埃烟斗合，列队前进。至午时，两军隔延水对峙，双方均排出防守型的偃月阵。这是个适合远程弩箭发挥的阵型，大将据中，两翼可以对中间的敌军发动钳形攻势。
西夏军首先开始进攻，他们涉过延水后改变阵型，变为横阵冲击队形。刘平立即下令大将郭遵和王信带骑兵半渡而击，两人都是有名的勇将，听得命令当即杀了过去，野利遇乞见郭遵一马当先，下令麾下一名勇将前去阻挡，郭遵一鞭就把敌将脑袋敲得粉碎。宋军大呼而进，郭遵带兵奋击，所向披靡，西夏人死伤惨重，当即被击毙数百人，更有近千人溺水身亡。但西夏军人数太多，且训练有素，依然阵型不乱。郭遵的骑兵队始终无法攻入夏军的核心阵地。西夏人不顾伤亡前仆后继杀了过来，刘平指挥宋军全力阻击，依栅布阵，刀枪并出， 箭 如飞蝗。夏军无法靠近，就取来了巨型盾牌，“蔽盾为阵”，掩护前进。刘平见势，身先士卒，立即带领宋军奋勇向前，展开混战。西夏军死伤惨重，数千人阵亡，盾牌统统被宋军夺取，刘平头部、腿部挂伤，但仍然坚持战斗。
西夏军不顾伤亡，一波又一波地轮番进攻，至日暮时分，又从西南方向冲击宋军，宋军队列被冲散。危急时刻，大将卢政带领2000名士兵的强弩队赶到，乱箭齐发，西夏军才拖着同伴的尸体退了回去。卢政对刘平建议道：“我军可乘小胜暂时退却，若不然，此处四面环山，天色已晚，如果敌军趁夜色居高冲击，我军何以抵挡？”刘平武断地说：“兵法云，置于死地而后生。”否决了卢政的建议 ，后人有诗叹曰：
勇冠三军难作帅，刚愎自用怡祸害。
寒风悲乌空绕树，落霞滴血哭将才。
西夏军暂时退却，宋军以为可以松口气了，不少将士拿着战利品到刘平面前邀功请赏，刘平忙说：“现在敌人未退，各部暂且记下将士功劳，战后各加重赏。”话音未落，西夏军派出精骑飞也似地杀到宋军阵前，宋军一阵慌乱，加上征战疲惫，被夏军一冲，有点支撑不住，急忙收缩阵形，阵列向后退了30余步，前军4个指挥2000名骑兵被夏军包围，和刘平失去联系。正在紧要关头，宋军后军都监黄德和贪生怕死，见前军后退，马上率领麾下兵士往后狂逃。刘平见状，立即派自己的儿子刘宜孙乘快马追上黄德和，拉住他的马缰苦苦劝道：“万望将军勒兵回击，并力击贼，勿再后撤。”黄德和不听，纵马驰奔而去，带兵逃往甘泉，一溜烟就没影了。宋军见后军奔逃，士气沮丧，纷纷逃散。刘平无奈，急遣军校持剑遮拦士卒，西夏军见宋军大乱，加紧攻击。宋将郭遵见大势已去，大呼杀贼，独自一人杀入西夏战阵，杀得夏军人仰马翻，连连后退。郭遵趁势护卫宋军退却，他舞动长槊断后，无人可当。
张元在山上观战，见郭遵勇不可挡，派百余人在一狭窄处持数条长绳欲拦截郭遵，均被郭遵挥刀斩断。张元又派一股部队，边战边佯败，诱郭遵深入，伏于道路两旁的夏兵万箭齐发，郭遵的战马中箭倒地，将它的主人摔在地上。夏兵个个争先抢夺亲手杀死郭遵的大功……短促而无情的混战过后，一根黑黝黝的长枪挑起一颗血糊糊的头颅，高高地举向天空。“杀死郭遵啦！杀死郭遵啦！哈哈哈哈……”成百上千的声音由近及远地吼叫着“杀死郭遵啦，杀死郭遵啦”。后人有诗赞郭遵曰：
匡稷保国盖世功，临危方始见英雄。
三路王师俱陷没，一身孤悬闯敌营。
忠心护主如典韦，奋勇杀敌似子龙。
捐身锋刃赴国难，纵死敌手笑相承。
西夏铁骑四面而至，宋军彻底陷入了重围，士兵大惧。刘平神色慨然，激励将士死战求存。他把全军集结成阵，且战且退，经受住了西夏“铁鹞子”排山倒海般的冲击，将士散而复聚，打得刀卷枪折。刘平全身五处受伤，前后贯穿两处，可这条硬汉犹如铁塔般挺立不倒，山河为之变色。全军以死相拚，杀敌数千，退至西南山，仅存千余人，刘平带着残兵一边战斗一边加紧抢修几个旧寨堡予以固守。这正是：
血染万倾浪，骸叠千寻山。
壮士征战罢，倦枕敌尸眠。
举目望去，狭窄的谷地犹如人间地狱，骑兵在酣战，步兵在酣战，四下倒毙的人马尸体散发着浓烈的血腥气，自以为对于宋军方方面面非常了解的张元想不通：“究竟是什么力量，让这些已经彻底被包围，没有活路，注定覆亡的宋兵到现在还疯狂地战斗，负隅顽抗呢？”
元昊得意洋洋，晚上派人约见刘平，刘平不予理睬；又派人在寨前高呼：“刘平快投降吧！不然，只有死路一条！”刘平不应。元昊恼羞成怒，带领骑兵冲击，宋军早已精疲力尽，哪里架得住虎狼冲击，顿时大乱，被一分为二，刘平和石元孙杀死多名夏兵后英勇战死，残余宋军全部被歼。
后人有诗赞之：
雪胔白骨满疆场，万死孤忠未肯降。
寄语行人休掩鼻，活人不及死人香。
元昊在取得围城打援的三川口大捷之后，乘势集中西夏主力，扫荡周围十八寨，围攻延州。知州范雍见援军被歼，孤城难守，整日掩面痛哭，在绝望中求神庇祐。此时，元昊得到一连串夏军战败的消息，宋麟州都教练使折继闵、柔远寨主张岊袭破浪黄 ，主将敖保被杀；并代钤辖王仲宝率军进入贺兰山谷，蕃将逻逋被宋军战败于长鸡岭。
两军正在激战，突然，朔风怒号，寒气袭人，但见：
彤云密布，寒气凝霜。彤云密布，塑风凛凛号长空；寒气凝霜，大雪纷纷盖天地。六晶体，片片飞琼，千壑树，株株带玉。茅檐竹舍如银砌，峭嶛峰峦似玉团。满山堆叠，獐狐失穴怎栖身；道路无踪，苦杀行人难举步。阵阵寒气穿甲胄，飕飕冷风透肌骨。皮袄尤嫌薄，征衣尚恨轻。败叶垂霜蕊，苍松挂冻铃。
好雪，怎见得，有诗为证：
仙花原自九霄来，天风吹落轩辕台。
不恋玉树攀高枝，只盼春风扑入怀。
龙挺脊梁识青松，鹰垂双翅栖古槐。
大河上下飞飘絮，长城内外披银皑。
却说夏军缺少御寒衣物，补给供不上，士兵泣饥号寒，无心再战，元昊只好下令撤军，延安之围始解。
公元1040年初夏，正是莺****长溢红流翠的季节，天空湛蓝如水，日光柔和明媚。北国草原上成千上万的牛羊骡马在香甜地啃吃着青草，不时地甩动着尾巴驱赶身边的蚊蝇，蓟草的茸花在他们四周飞上飞下，好象被大气的静谧醉了似的，热气在草尖上面跳着舞，四面八方洋溢着一种柔和的不识不知的嗡嗡声，好象灿烂的阳光喃喃的在天地之间举行着宴乐。
天都山下，连绵数十里的牛皮大帐和毡包如同草原上雨后长出的朵朵蘑菇，格外耀眼。那朵最大的蘑菇中散发出的酒肉气味，香飘数里。今天元昊在这里摆下庆功宴，大宴有功将士，文臣武将先后依次入帐，左面是文臣，右面是武将，人人面前摆着一盘上好的羊肉和一坛美酒。值日官宣布宴会开始，列于大帐之外的百名蕃兵乐手奏乐，一齐吹响了长长的牛角号，“嘟——嘟——”之声响彻天宇。礼乐毕，元昊起立向文臣武将敬酒，群臣皆起立一饮而尽。元昊端着一碗酒来到张元面前道：“吾登基愈九载，东砍西杀，虽有小胜，但从未有今日之快，延州一战，斩杀宋兵数万，令敌闻风丧胆，皆国相筹划之功也。这第一碗酒礼当先敬国相。”张元叩双手接过酒碗道：“吾乃一介落魄书生，能有今日之荣，全仗国主提携，何敢言功。”说罢端起酒碗一饮而尽，叩头谢恩。元昊正欲离去，张元从袖中掏出一纸，捧于元昊面前道：“此乃当年我落第时写得一首咏《雪》诗，不想正应三川口大战之验。元昊接过看了看，连声赞道：“好诗！好诗！”群臣齐声叫道：“请吾主读来，也让我们欣赏欣赏。”元昊朗声读道：
五丁仗剑决云霓，直取银河下帝畿。
战退玉龙三百万，败鳞残甲满天飞。
众人听罢连声叫好，野利旺荣站起来对元昊道：“国相虽是宏才大略，笔惊鬼神，但献上的乃是当年旧作，何不就延州大捷赋诗一首，也好让我们开开眼界。”群臣齐声附和。元昊知道这是野利旺荣嫉妒张元的才学，故意当众出难题，他用眼睛盯着张元，用目光询问道：“行吗？”张元明白国主的意思，便肯定地点了点头。元昊命侍卫“笔墨侍候国相”，两个值班侍卫立即拿来了文房四宝，摆在张元面前。张元略加思索，挥笔写道；
金戈铁马耀日光，鞭山赶海驱虎狼。
延州城下初试兵，锦旗蔽天下汴梁。
众人看后大喜，元昊道：“好一个‘锦旗蔽天下汴梁’，此吾之愿也，取中原，破汴京，坐龙庭，大丈夫所为也！”大家正在高兴，忽见武臣中站起了野利遇乞。只见他虎头豹眼，耳朵上缀着两个玉石大耳环，赤着双臂，腰系虎皮围裙，目露凶光，气哄哄地开口道：“我等将士在疆场上舍生忘死，拼命撕杀，才取得延州大捷，可国主把这功劳全都记到那些舞文弄墨的文臣身上去了，主公似有不公，令将士寒心。”元昊不悦道：“汝等只知杀人放火，劫掠财宝，岂能运筹于帷幄之中，决胜于千里之外？国相者麟凤也，尔等乃狐兔耳，不可同日而语。”众人听罢哈哈大笑，野利遇乞赌气似地一屁股坐下，大口大口地吃起肉来。这正是：
云海腾麟凤，山野突虎狼。
不可同日语，却喜居一堂。
