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北汉主看到北周军队人数少，后悔召来契丹军队，对众将说：“我独自用汉家军队就可破敌，何必再用契丹！今天不但可以战胜周军，而且还可以让契丹心悦诚服。”众将都认为说得对。杨衮驱马向前观望北周军队，退下来对北汉主说：“是劲敌啊，不可轻易冒进！”北汉主扬起两颊长须说：“时机不可丧失，请您不必多言，试看我出战！”杨衮沉默不快。这时东北风正大，一会儿忽然转成南风，北汉枢密副使王延嗣派司天监李义禀报北汉主说：“现在可以开战了。”北汉主听从所言。枢密直学士王得中牵住马劝谏说：“李义应该斩首！风向这样，哪里是在助我呢！”北汉主说：“我的主意已定，老书生不要胡言乱语，再说将杀你的头！”指挥东面军队首先推进，张元徽率领一千骑兵攻击北周右路军队。
合战未几，樊爱能、何徽引骑兵先遁，右军溃；步兵千余人解甲呼万岁，降于北汉。帝见军势危，自引亲兵犯矢石督战。太祖皇帝时为宿卫将，谓同列曰：“主危如此，吾属何得不致死！”又谓张永德曰：“贼气骄，力战可破也！公麾下多能左射者，请引兵乘高出为左翼，我引兵为右翼以击之。国家安危，在此一举！”永德从之，各将二千人进战。太祖皇帝身先士卒，驰犯其锋，士卒死战，无不一当百，北汉兵披靡。内殿直夏津马仁谓众曰：“使乘舆受敌，安用我辈！”跃马引弓大呼，连毙数十人，士气益振。殿前右番行首马全义言于帝曰：“贼势极矣，将为我擒，愿陛下按辔勿动，徐观诸将破之。”即引数百骑进陷陈。
交战不多时，樊爱能、何徽带着骑兵首先逃跑，右路军队溃败，一千多步兵脱下盔甲口呼万岁，向北汉投降。后周世宗看到形势危急，自己带贴身亲兵冒着流矢飞石督战。宋太祖皇帝赵匡胤当时任后周警卫将领，对同伴说：“主上如此危险，我等怎么能不拼出性命！”又对张永德说：“贼寇只不过气焰嚣张，全力作战可以打败！您手下有许多能左手射箭的士兵，请领兵登上高处出击作为左翼，我领兵作为右翼攻击敌军。国家安危存亡，就在此一举。”张永德听从，各自率领二千人前进战斗。宋太祖皇帝身先士卒，快马冲向北汉前锋，士兵拼死战斗，无不以一当百，北汉军队溃败。内殿直夏津人马仁对部众说：“让皇上受敌攻击，那还用我们干什么！”跃马奔腾，拉弓发射，大声呼喊，连续击毙数十人，士气愈发振奋。殿前右番行首马全对世宗说：“贼寇气势已经尽了，将要被我们擒获，望陛下抓住缰绳别动，慢慢观看众将如何击破贼寇。”立即率领数百骑兵前进深入敌阵。
北汉主知帝自临陈，褒赏张元徽，趣使乘胜进兵。元徽前略陈，马倒，为周兵所杀。元徽，北汉之骁将也，北军由是夺气。时南风益盛，周兵争奋，北汉兵大败，北汉主自举赤帜以收兵，不能止。杨衮畏周兵之强，不敢救，且恨北汉主之语，全军而退。
北汉主得知后周世宗亲临战阵，便嘉奖重赏张元徽，催促他乘胜进兵。张元徽前往攻阵，坐骑摔倒，被后周士兵所杀。张元徽是北汉有名的猛将，北汉军队因此丧失士气。这时南风越刮越大，后周士兵奋勇争先，北汉军队大败，北汉主亲自高举红旗来收集军队，还是不能制止溃败。杨衮害怕后周军队的强大，不敢救援，而且痛恨北汉主的大话，便保全军队而撤退。
樊爱能、何徽引数千骑南走，控弦露刃，剽掠辎重，役徒惊走，失亡甚多。帝遣近臣及亲军校追谕止之，莫肯奉诏，使者或为军士所杀，扬言：“契丹大至，官军败绩，余众已降虏矣。”刘词遇爱能等于涂，爱能等止之，词不从，引兵而北。时北汉主尚有余众万余人，阻涧而陈，薄暮，词至，复与诸军击之，北汉兵又败，杀王延嗣，追至高平，僵尸满山谷，委弃御物及辎重、器械、杂畜不可胜纪。
樊爱能、何徽领数千骑兵向南逃奔，箭上弦、刀出鞘，抢掠军用物资，负责运送的役徒惊慌奔逃，跑失、死亡的很多。后周世宗派遣身边大臣以及贴身军校追赶宣命制止他们抢掠，没有人肯接受诏令，使者有的被军士所杀死，军士扬言：“契丹大军赶到，官军溃败，其余部众已经是投降的俘虏了。”刘词在路上遇到樊爱能等人，樊爱能等劝阻他，刘词不听，领兵北上。当时北汉主还有余部一万多人，凭借山涧作为障碍而布阵，接近日落时候，刘词到达，又与其它军队进攻，北汉军队又被击败，后周军杀死王延嗣，直追到高平，僵卧的尸体布满山谷，丢弃的皇帝专用物品以及军需、用具、各种牲畜不计其数。
是夕，帝宿于野次，得步兵之降敌者，皆杀之。樊爱能等闻周兵大捷，与士卒稍稍复还，有达曙不至者。甲午，休兵于高平，选北汉降卒数千人为效顺指挥，命前武胜行军司马唐景思将之，使戍淮上，余二千余人赐赀装纵遣之。李为乱兵所迫，潜窜山谷，数日乃出。丁酉，帝至潞州。
当天傍晚，后周世宗在野外宿营，得到投降敌人的步兵，全部杀死。樊爱能等听说北周军队大捷，才与士兵逐渐又返回，有的至天亮还没到，甲午（二十日），世宗在高平休整队伍，挑选北汉投降士兵数千人组成效顺指挥，命令前武胜行军司马唐景思率领，让他们戍守淮上，其余二千多人给予路费服装释放遣返北汉。李被乱兵所逼迫，潜逃山谷之中，数日之后才出来。丁酉（二十三日），后周世宗到达潞州。
北汉主自高平被褐戴笠，乘契丹所赠黄骝，帅百余骑由雕窠岭遁归，宵迷，俘村民为导，误之晋州，行百余里，乃觉之，杀导者；昼夜北走，所至，得食未举箸，或传周兵至，辄苍黄而去。北汉主衰老力惫，伏于马上，昼夜驰骤，殆不能支，仅得入晋阳。
北汉主从高平起穿上粗布衣服戴上斗笠，乘着契丹所赠送的黄骝骏马，率一百多骑兵从雕窠岭逃跑回归，夜晚迷路，俘虏村民为向导，错向晋州走去，行了一百多里，才发觉，杀死向导。日夜向北奔走，刚到一处，得到食物还未举起筷子，有人传言后周军队追到，便仓皇离去。北汉主衰老疲惫，伏在马上，日夜奔驰，几乎不能支持，勉强得以进入晋阳。
帝欲诛樊爱能等以肃军政，犹豫未决；己亥，昼卧行宫帐中，张永德侍侧，帝以其事访之，对曰：“爱能等素无大功，忝冒节钺，望敌先逃，死未塞责。且陛下方欲削平四海，苟军法不立，虽有熊罴之士，百万之众，安得而用之！”帝掷枕于地，大呼称善。即收爱能、徽及所部军使以上七十余人，责之曰：“汝曹皆累朝宿将，非不能战；今望风奔遁者，无他，正欲以朕为奇货，卖与刘崇耳！”悉斩之。帝以何徽先守晋州有功，欲免之，既而以法不可废，遂并诛之，而给车归葬。自是骄将惰卒始知所惧，不行姑息之政矣。
后周世宗想诛杀樊爱能等人以整肃军纪，但犹豫未决，己亥（二十五日），白天躺在行宫的帐篷中，张永德在旁边侍侯，世宗拿此事询问他，张永德回答说：“樊爱能等人平素没有大功，白当了一方将帅，望见敌人首先逃跑，死了都不能抵塞罪责。况且陛下正想平定四海，一统天下，如果军法不能确立，即使有勇猛武士，百万大军，又怎么能为陛下所用！”世宗将枕头掷到地上，大声称好。立即拘捕樊爱能、何徽以及所部军使以上的军官七十多人，斥责他们说：“你们都是历朝的老将，不是不能打仗；如今望风而逃，没有别的原因，正是想将朕当作稀有的货物，出卖给刘崇罢了！”随即将他们全部斩首。世宗因何徽先前守卫晋州有功，打算赦免他，但马上又认为军法不可废弃，于是将他一起诛杀，赐给小棺材送归老家安葬。从此骄横的将领、怠惰的士兵开始知道军法的可怕，姑息养奸的政令不再通行了。
庚子，赏高平之功，以李重进兼忠武节度使，向训兼义成节度使，张永德兼武信节度使，史彦超为镇国节度使。张永德盛称太祖皇帝之智勇，帝擢太祖皇帝为殿前都虞候，领严州刺史，以马仁为控鹤弓箭直指挥使，马全义为散员指挥使；自余将校迁拜者凡数十人，士卒有自行间擢主军厢者。释赵晁之囚。
庚子（二十六日），赏赐高平战役中有功人员，任命李重进兼忠武节度使，向训兼义成节度使，张永德兼武信节度使，史彦超为镇国节度使。张永德极力称赞宋太祖皇帝赵匡胤的智慧勇敢，后周世宗提拔宋太祖皇帝为殿前都虞候，兼任严州刺史，任命马仁为控鹤弓箭直指挥使，马全为散员指挥使；其余将校军官升任职务的共几十人，士兵有从行伍中提拔担任军主、厢主的。解除对赵晁的禁囚。
北汉主收散卒，缮甲兵，完城堑以备周。杨衮将其众北屯代州，北汉主遣王得中送衮，因求救于契丹，契丹主遣得中还报，许发兵救晋阳。
北汉主收拾残兵，修缮武器装备，加固城池守卫工事来防备后周。杨衮率领他的部众北上屯驻代州，北汉主派遣王得中送杨衮，趁此向契丹请求救援，契丹主遣送王得中回去报告，答应发兵援救晋阳。
壬寅，以符彦卿为河东行营都部署兼知太原行府事，以郭崇副之，向训为都监，李重进为马步都虞候，史彦超为先锋都指挥使，将步骑二万发潞州；仍诏王彦超、韩通自阴地关入，与彦卿合军而进，又以刘词为随驾部署，保大节度使白重赞副之。
壬寅（二十八日），后周世宗任命符彦卿为河东行营都部署兼知太原行府事，任命郭崇为副职，向训为都监，李重进为马步都虞候，史彦超为先锋都指挥使，率领步兵、骑兵二万从潞州出发。并且诏令王彦超、韩通从阴地关进入，与符彦卿会师进军，又任命刘词为随驾�