北宋建国后,北汉国刘继元与契丹国结盟,成为北宋的强敌。宋太祖开宝二年(969)春,太祖亲自领兵赴太原。其时,李继勋败北汉兵于太原城下,北汉宪州推官史昭文以州投降。北宋又派兵阻塞汾水使其倒淹太原城,并派孙方进领兵围汾州(今山西汾阳)。但刘继元仗着有契丹做后援,有恃无恐,守卫女墙的北汉士兵也扬言契丹兵旦夕将至。到四月,宋将何继筠在阳曲县大败契丹援兵,太祖命把所俘获的契丹兵首级、铠甲示于太原城下,城中军心大乱,北汉岚州赵文度随即以州投降北宋。闰五月,太原城南被汾水淹没,宋兵在望楼上看到刘继元杀死谋降于宋的宰相郭元为,城中一片恐慌。不久,北汉兵又从城西杀出来,企图焚毁宋的攻城战具,反被宋兵击败,斩首万余级。半夜,城中传出“刘继元投降”的呼声,太祖闻声甚喜,即令卫士穿上铠甲,打开壁门,欢迎投降。八作使赵璲赶紧劝住太祖,说:“受降和受敌一样,哪有半夜轻举妄动的?”太祖认为有理,派间谍侦察,果然是个阴谋。太原城久围不下,太常博士李光赞上言劝太祖班师回朝。太平兴国二年(977),北汉胡桃砦指挥使史温等以其民众归顺北宋。太宗对齐王廷美说:“太原,我必取之。”四年(979)始议再次征伐北汉。宰相薛居正说:“过去周世宗举兵,太原倚仗契丹之援,坚壁不战,以至于师疲而归。到太祖在雁门关大败契丹后,尽驱赶其百姓分散于河、洛之间,其巢穴虽存,而危困已甚,得之不能开辟疆土,舍之不足以为患,愿陛下深思熟虑。”太宗说:“今天事同而势不同,敌弱而我强。过去先皇大破契丹,迁徙其民众而使其地成为空地,正是为了今天。朕计已决定了,你等无需再费口舌。”于是遣派潘美等率诸将分兵围汾、沁、岚诸州,自己亦随之亲征。派骁将郭进扼石岭关(今山西阳曲东北),切断契丹后援,后契丹果派兵来援,郭进大败之。开始,刘继元等契丹援兵不至,又派快马从偏僻小道赍蜡丸帛书求援,又被郭进抓住了,杀于城下。刘继元外援不至,粮道又绝,潘美率数十万兵把太原城围得水泄不通,矢石如雨,昼夜督战,士兵勇气百倍,整个太原无一块完好的城墙。太宗怕城陷后杀伤太多,于是诏谕刘继元投降,诏到城下,守城者不接,刘继元亦不得知。太宗披甲督战,数万士兵控弓矢列于阵前,箭矢不停发射,矢集城墙上如刺猬毛一般,每次发矢数百万,一下子射尽。后捕得城中人说:“刘继元以十钱买一矢,已收集了数百万矢。”太宗大笑:“这不过是为我们暂时贮存罢了。”不久,刘继元的宣徽使范超投降,宋军攻城士兵以为范超出城挑战,误杀了他,刘继元把范超妻、子全部杀掉,抛尸城外,随后刘继元的马军都指挥使郭万超越城投降,刘继元帐下亲信也大都逃跑了,城中日益危急。太宗又亲自写下诏书,晓谕北汉兵民:“越王、吴王献地归朝,都富贵两全。刘继元只要赶快投降,一定富贵终生。是战是降,你们自己选择吧!”当晚,刘继元先遣李勋奉表请降,太宗厚赏之。又派人诏示刘继元,不待天明,太宗领百将进入太原城北,刘继元全面投降,北汉灭亡。(《宋史·北汉刘氏传》)