三、宋军战败，收复燕云十六州的计划再次搁置
在宋军猛攻幽州城时，辽国援军在耶律沙的带领下抵达前线战场，宋太宗立刻分兵抗敌。宋军虽然在遭受辽军的突袭后损伤了不少将士，但凭借着在高梁河地区构建的防御工事及宋军自身排列好的军阵，仍然能够勉强保持军队不散。而宋太宗也希望能够等到合适的战机出现，从而将面前的这股辽军主力尽数全歼，从而实现下一部的作战计划。
但是令宋太宗没有想到的是，辽军在败退之后不久又卷土重来。辽军凭借骑兵高机动性的优势，很快就重创了宋军。当宋军的军阵被辽军骑兵彻底冲散之后，宋军全线立刻崩溃。
慌乱之中，军中主将甚至不知宋太宗的去向，只得先行自保。而宋太宗，早已经向涿州方向逃去，就这样丢下了他的大军。至此，高梁河战役结束，以宋军完败而告终。
从宋太宗离开战场并从从南逃之刻开始，这场战役的结果就已经注定了。当将士们无法找到皇帝的大纛时，残存的军心就已经彻底消失。虽然后来宋军将士仍坚守涿州城，但听闻皇帝早已经逃到涿州城以南的地区之后，士气也随之跌落至谷底。
