赵光义稳固帝位后，继续其兄长的统一事业，于太平兴国四年（979年），率军亲征，击退辽国援兵，灭亡北汉，在形式上结束了自唐末黄巢之乱以来近九十年的藩镇割据局面。
然而，赵光义虽有以上杰出表现，但因为以下几点，导致后人对他评价不高。
一是赵光义在处理帝位传承的问题上，举措失当，难免受到后人讥评。这里首先应该澄清，赵光义即位或许未必像民间传说的那样，是谋害哥哥赵匡胤得来的。近代以来学界研究指出，宋太祖并非死于暗杀，而是自己猝死，与宋太宗无关。也有学者认为，一些史料记载，宋太祖死时，赵光义当时并不在寝殿，根本不可能"弑兄"。而且杜太后嘱咐赵匡胤兄终弟及的"金匮之约"或确实存在，赵光义登基有相当的合法性。但赵光义登基后，的确使用了不光彩的手段，先后逼死了太祖之子赵德昭和赵德芳，又贬黜弟弟赵廷美，使其抑郁而死。种种作法，连其长子赵元佐都看不过去，乃至为之发疯。
二是赵光义在军事上虎头蛇尾，北伐燕云时，在高粱河畔大败，赵光义本人也受伤中箭，乘驴车仓惶撤离，导致北伐受挫。毛泽东说他："此人不知兵，非契丹敌手。尔后屡败，契丹均以诱敌深入、聚而歼之的办法，宋人终不省。"
当然，宋太宗赵光义在后世的形象也不乏正面的例子。淳化四年（993）二月，天寒下大雪，赵光义特下诏赐给京城年事已高者御寒衣物，并派遣中使赐给孤老贫穷者每人千钱及若干米、炭。这就是"雪中送炭"典故的来源。
