公元537年闰九月，东魏丞相高欢率领二十万大军讨伐西魏，结果于十月初在沙苑附近的渭曲被西魏丞相宇文泰率领的万把人给击溃，成为历史上少数几个以少胜多的战役之一。西魏朝廷因此加授丞相宇文泰为柱国大将军，李弼等十二员大将也都不同程度地进爵增邑。

在另一战线打了胜仗的东魏司徒高敖曹听说高欢战败，只好撤了恒农之围，退保洛阳。

十月十八（己酉），西魏行台宫景寿等人向洛阳进军，结果被东魏洛州大都督韩贤打败赶走了。州民韩木兰作乱，也被韩贤打败了。一个叛贼藏匿在阵亡的尸体之间，趁韩贤亲自在战场收缴铠甲和兵仗，突然跳起来砍断了他的足胫。韩显因为失血过多而死。西魏又派行台冯翊王元季海和独孤信率领步骑二万直趋洛阳，派洛州刺史李显直趋三荆，派贺拔胜和李弼包围蒲坂。

高欢西征时，蒲坂平民敬珍曾跟他的远房堂兄敬祥说：“高欢逼迫驱逐皇上，天下的忠义人士都想在他肚子上刺上一刀。现在他又起兵西上，我打算和兄长一道起兵截断他的归路。这是千载难逢的时机。”敬详答应了，于是他们纠合乡里民众，几天里就聚集了一万多人。刚好高欢从沙苑惨败归来，敬祥和敬珍便率众伏击，杀死杀伤很多东魏士兵。贺拔胜和李弼来到河东时，敬祥和敬珍带领猗氏等六县十多万户人家前来归附。宇文泰因此任命敬珍为平阳太守，敬祥为行台郎中。

东魏秦州刺史薛崇礼守卫蒲坂。他的族弟别驾薛善跟薛崇礼说：“高欢有驱逐皇上的大罪。我和兄长都是衣冠士人的后裔，世代荷蒙国家的恩典。如今大军已经来临，而我们却还为高氏固守。一旦城池陷落，他们将把我们的首级函送长安，在上头署名为逆贼，死了还愧对祖宗。我看最好还是现在就归降朝廷。”薛崇礼仍然犹豫不决。薛善和族人因此杀了城门守卫，接纳西魏大军入城。薛崇礼逃出城外，结果被追获。宇文泰于是进军蒲坂，平定了汾河和绛水一带，并给所有参与薛氏开城迎接西魏大军的人，都赐给了五等爵位。薛善说：“背弃篡逆，归顺朝廷，这是臣子应尽的气节。哪里能因此而让整个家门无论大小都得到封邑！”便和他弟弟薛慎坚决谢辞，不肯接受。

东魏代行晋州事务的封祖业弃城逃走，仪同三司薛修义追到洪洞，劝说封祖业回来继续守城，但封祖业不肯。薛修义于是回来占据了晋州，安抚并集中部众，固守城池。西魏仪同三司长孙子彦带兵来到城下，薛修义打开城门，在边上埋伏了武装士兵等待他们。长孙子彦不清楚城里的虚实，只好退走。高欢于是任命薛修义为晋州刺史。

独孤信来到新安，高敖曹带兵北渡黄河。独孤信进逼洛阳，洛州刺史广阳王元湛弃城逃归邺都，独孤信于是占据了金墉城。魏孝武帝元修西迁时，散骑常侍河东人裴宽跟他的几个弟弟说：“天子既然已经到了西边，我们就不能再往东去依附高氏。”因此带领家属逃到大石岭。独孤信进入洛阳后，他们才出山相见。当时洛阳一片荒废，士人早都纷纷流散，只有河东人柳虬还在阳城，裴诹之还在颍川。独孤信派人去请他们前来，并任命柳虬为行台郎中，裴诹之为开府属。

东魏颍州长史贺若统捉了刺史田迄，举城投降西魏，于是西魏都督梁回占据了该城。前通直散骑侍郎郑伟在陈留起兵，攻打东魏的梁州，并捉住了刺史鹿永吉。前大司马从事中郎崔彦穆攻打荥阳，也生擒了太守苏淑，然后和广州长史刘志都投降了西魏。郑伟是郑先护的儿子。宇文泰接着任命郑伟为北徐州刺史，崔彦穆为荥阳太守。

十一月，东魏行台任祥率领督将尧雄、赵育、是云宝攻打颍川。宇文泰派大都督宇文贵和乐陵公辽西人怡峰率领步骑二千去救。西魏军队抵达阳翟时，尧雄等人的军队已经离颍川只有三十里了。任祥率领四万大军跟在他们背后。西魏将领们都觉得双方力量悬殊，不能和他们争锋。宇文贵说：“尧雄他们以为我们兵少，必定不敢前进。一旦他和任祥合兵攻打颍川，颖川必然会陷入危境。如果贺若统陷没，那么我们坐在这里还有什么用处！现在如果进据颍川，我们不但有城可守，也可以出其不意攻打他们。打败他们绝对没有问题！”于是下令部队急行军，然后占据了颍川，背城为阵，等待东魏军队的到来。尧雄等人来到后，宇文贵和怡峰以及贺若统他们合兵出战，击溃了他们。尧雄逃走，赵育请降，西魏军队还俘虏了东魏士兵一万多人，把他们解除武装后全都遣返了。任祥得悉尧雄战败，因此不敢前进。宇文贵和怡峰乘胜进逼，任祥只好退保宛陵。宇文贵继续追击，赶上他们，又把任祥打得落花流水。是云宝杀了东魏阳州刺史那椿，举州投降西魏。西魏接着任命宇文贵为开府仪同三司，是云宝和赵育都为车骑大将军。

西魏都督杜陵人韦孝宽攻打并占领了东魏的豫州，还生擒了东魏行台冯邕。韦孝宽名叔裕，史书通常用他的字称呼。

十一月十五（丙子），东魏任命骠骑大将军、仪同三司万俟普为太尉。同时，南梁司农张乐皋等人出使东魏。

十二月，西魏行台杨白驹和东魏阳州刺史段粲在蓼坞开战，结果西魏军队败绩。同时，西魏荆州刺史郭鸾攻打东魏东荆州刺史清都人慕容俨。慕容俨日夜坚守，奋力抵抗达二百多天，然后找机会出击郭鸾，击溃了他。当时东魏在河南的许多州郡都先后失守，只有东荆州得以保存。

河间人邢磨纳、范阳人卢仲礼、卢仲礼堂弟卢仲裕等人都在海隅起兵响应西魏。

东魏济州刺史高季式有部曲一千多人，战马八百匹，铠甲兵器也很齐备。濮阳平民杜灵椿等人成为盗寇，聚众近万人，攻城略地，还到处抢掠。高季式派出三百骑兵，一个战役就把他们都镇压了，接着又出击阳平的贼寇路文徒等人，把他们全都平定了。于是远近的贼寇全被肃清。有人跟高季式说：“濮阳和阳平都是京畿内的郡。你既没有得到诏命，他们又没有入侵你的州境，你何必急急忙忙地派私人军队出门远战！万一失利，岂不要获罪！”高季式说：“先生怎么说出这么不忠的话！我和国家安危与共，岂有见到贼寇而不讨伐的道理！况且贼寇知朝廷大军不能很快就来，也不怀疑外州有兵前来攻击他们。所以趁其无备，击溃他们是绝对有保证的。即使因此获罪，我也没有遗恨！”

翌年即公元538年正月初一（辛酉），日食。东魏砀郡人捉到一头巨象，将它送到邺都。正月初七（丁卯），东魏因此大赦，还改元为元象。

二月初十（己亥），梁武帝萧衍到皇家藉田耕作。

同时，东魏大都督善无人贺拔仁攻打西魏的南汾州，刺史韦子粲投降了东魏。这时西魏沙苑大捷以及后来几个月来一连串胜利之后的首次失利。宇文泰怒不可遏，将韦子粲的整个宗族都杀了。东魏大行台侯景等人在虎牢整肃部队，准备收复河南各州。西魏的梁回、韦孝宽、赵继宗全都弃城逃回西边。侯景攻打广州（在河南，不是南方的广州）长达几十天，但都无法攻拔。他听说西魏救兵要来了，便召集部将商议对策。代行洛州事务的卢勇请求进军前去观查形势。他带了一百骑兵来到大隗山，结果遇上西魏军队。当时天色已黑，卢勇在树顶上放置了很多幡旗作为疑兵。当夜，他把骑兵分成十队，鸣放号角直接向前，居然生擒了西魏仪同三司程华，还杀了西魏仪同三司王征蛮，然后凯旋而归。广州守将骆超只好举城投降东魏。高欢因此任命卢勇代行广州事务。卢勇是卢辩的堂弟。于是南汾、颍、豫、广四州又重新回归东魏。

当初，柔然头兵可汗刚得以回国时，侍奉北魏非常尽礼。但到永安（528年）以后，他雄据北方，逐渐开始骄傲自大，虽然信使不绝，但不再向北魏皇帝称臣。头兵可汗曾到过洛阳，心中仰慕中国文化，因此模仿北魏设置侍中和黄门等官职。他后来得到北魏汝阳王的典签淳于覃，对他非常宠信，任命他为秘书监，让他负责文翰。当北魏分裂为东西两魏时，头兵可汗变得更加张狂不逊，屡次成为边患。西魏丞相宇文泰因为刚迁都到关中不久，而且和东魏的战事不断，所以想和柔然通婚来安抚他们，便封舍人元翌的女儿为化政公主，然后将她嫁给头兵可汗的弟弟塔寒。他又劝魏文帝元宝炬废黜乙弗后，改纳头兵可汗的女儿。二月十五（甲辰），西魏让乙弗后出家为尼，然后派扶风王元孚去迎接头兵可汗的女儿前来当皇后。头兵可汗于是将东魏使者元整扣留下来，也不派人出使东魏作为回报。

三月初二（辛酉），东魏丞相高欢因为沙苑战役的失败，请求解除自己大丞相的职位。东魏孝静帝元善见下诏准许，但很快又恢复了他的职位。

柔然送可汗的女儿到西魏，连同七百辆车乘、一万匹骏马、二千头骆驼。大队人马来到黑盐池时，遇上西魏朝廷派来的仪仗卫队。柔然营幕的习俗是，门户和坐席都面向东方。扶风王元孚请求他们改向正南面。皇后说：“我还没见到魏主，固然还是柔然人的女儿。魏的仪仗朝南面，我自然还是朝东面。”三月十七（丙子），西魏正式册封她为皇后，即郁久闾氏，史称悼后。次日，西魏因此大赦，同时任命王盟为司徒。宇文泰前来长安上朝，然后又回到他华州军队的驻地。

四月初二（庚寅），高欢到邺都上朝，并于两天后回晋阳。五月十六（甲戌），东魏派兼散骑常侍郑伯猷出使南梁。秋七月，东魏荆州刺史王则入侵南梁的淮南。

七月初六（癸亥），梁武帝下诏，因为东冶（一般关朝廷犯人的地方）的囚徒李胤之得到如来佛的舍利而宣布大赦。

同时，东魏的侯景和高敖曹等人将西魏的独孤信包围在金墉，东魏太师高欢率领大军继后。侯景一把火将洛阳城内外的官府寺苗和民居烧了个光，幸存的只有什之二三。魏文帝本来准备到洛阳拜谒祖先的园陵，刚好遇上独孤信等人的告急，便和丞相宇文泰一道东进，同时命令尚书左仆射周惠达辅佐太子元钦守卫长安，派开府仪同三司李弼和车骑大将军达奚武率领一千骑兵作为前驱。

八月初四（庚寅），宇文泰抵达谷城。侯景等人打算列阵等待他们的到来，但仪同三司太安人莫多娄贷文请求率领所部去攻击西魏的前锋。侯景等人再三表示反对，可是莫多娄贷文勇猛而且专横，不接受命令，反而和可朱浑道元带领一千骑兵径直前进。当夜，他们在孝水遇到李弼和达奚武的前锋。李弼命令军士击鼓呐喊，还用马匹拖着木柴扬起一片尘土。结果东魏士兵怕了，溃不成军，莫多娄贷文也逃走，但被李弼追上杀了。可朱浑道元单骑逃脱，得免一死。西魏前锋俘虏了他的所有骑兵，把他们全送到恒农。

宇文泰也向瀍东进军，侯景等人连夜解围逃去。八月初五（辛卯），宇文泰率领轻骑追赶侯景直到河上。侯景布下阵容，往北直到河桥，往南直到邙山，然后和宇文泰开战。宇文泰的战马中了流矢，吃惊地跃了起来，结果马失前蹄，将宇文泰甩到地上。东魏士兵追杀上来，宇文泰身边随从全都逃散了。都督李穆下马来，用马鞭假装敲打宇文泰的背骂道：“看你这狼狈不堪的样子，什么东西！你主人在哪里？你干嘛自己一人留在这里？”追兵根本想不到他就是敌军统帅，就这样把他放过了。李穆把自己的战马给了宇文泰，然后和他一道逃走了。

西魏大军很快又重新振作起来，猛烈反击，结果在邙山将东魏兵马打得落花流水，纷纷逃走。京兆忠武公高敖曹历来看不起宇文泰，这时，他竖起大旗盖显示威风。西魏大军于是派出所有精锐向他发动猛攻，结果他全军覆没。高敖曹只带着少数随从骑马逃往河阳南城。守将北豫州刺史高永乐是高欢远房堂兄的儿子，历来对高敖曹很有怨气，因此闭门不肯接纳他进城。高敖曹仰面高喊，让城上士兵放下长绳，但高永乐不让。高敖曹只好拔刀想砍穿城门，但城门尚未穿透时追兵就赶到了。高敖曹伏在桥下，追兵看到他的随从仆人手里拿着一条金带，便问高敖曹人在哪里。那仆人指了指桥下。高敖曹知道自己不免一死，便抬头喊道：“过来吧！和你开国公干上一场。”追兵一拥而上，把他的脑袋砍下带走了。高欢听说后，就像失去自己的肝胆一般难受。他打了高永乐二百棍棒，追赠高敖曹为太师、大司马、太尉。宇文泰赏了杀死高敖曹的士兵一万段布绢，分期付清，每年都给一部分，但直到北周亡国时，还没给够。西魏又杀了东魏西兖州刺史宋显等人，还俘虏了一万五千士兵。东魏将士在河里淹死的数以万计。当初，高欢觉得万俟普尊贵年老，对他特别有礼，还曾亲自扶他上马。他儿子万俟洛因此脱下官帽对高欢磕头说：“愿出死力报答相国的深厚恩典。”当邙山之战时，各路大军全都北渡河桥逃走，只有万俟洛的部队按兵不动，并向西魏人宣布说：“万俟受洛干在此，敢来的尽管过来！”西魏士兵害怕他的威名，只好退走。高欢因此将他驻军的营地命名为回洛。

这天，因为东西魏两军列下的阵容无比庞大，首尾又非常遥远，所以战事从清晨直到午后，来回打了十个回合，烟尘滚滚，各支部队都不知道对方或友军的战况如何。西魏的独孤信和李远居右，赵贵和怡峰居左，战况非常不利；他们又不知道魏文帝和丞相宇文泰到底在哪里，所以只好都丢弃了自己的部队先退回去了。开府仪同三司李虎和念贤等人担任殿后，见到独孤信等人退了回来，当即也和他们一道退走。宇文泰因此烧毁了军营撤退回去，只留下仪同三司长孙子彦守卫金墉。

西魏大将王思政下马，举着长槊左右横击，每次都能击毙好几人。他冲锋陷阵，深入敌军，跟从他的将士都死伤殆尽，王思政自己也身受重创，昏绝过去。当天色快黑时，敌军也收兵了。王思政每次参战总是穿着破衣弊甲，敌军不知道他是大将，所以得免一死。帐下督雷五安在战场哭着寻找王思政，刚好碰到他苏醒过来，因此割下自己的衣服为他包扎伤口，然后扶他上马。直到深夜他们才得以回到军营。

西魏平东将军蔡祐下马徒步战斗。身边随从都劝他乘马以备万一，蔡祐愤怒地说道：“丞相把我当爱子看待，今天我岂能贪生怕死！”于是率领手下十多人高声大呼，痛击东魏兵，杀死杀伤了很多。东魏士兵将他们包围了十来重，蔡祐弯弓搭箭，四面拒战。东魏人招募持有长刀和身披厚甲的士兵，直接冲进去想活捉他。他们离蔡祐不到三十步时，蔡祐身边的人劝他向他们射击。蔡祐说：“我们的性命都在这些箭矢上，怎能虚发！”敌兵进到将近十步之遥时，蔡祐才开始射击，敌兵纷纷应弦而倒，东魏兵这才稍稍退却，蔡祐于是慢慢退了回来。

魏文帝回到恒农时，守将已弃城逃走，原来被俘现在还留在恒农的东魏士兵于是趁机闭门拒守。但宇文泰很快就攻拔了恒农，杀了降卒中为首的几百人。蔡祐追赶宇文泰直到恒农，当夜见到了他。宇文泰高兴地说：“承先，你来了，我就没什么好担忧的了。”宇文泰先是惊慌得睡不着觉，后来枕着蔡祐的大腿，就放心地睡下了。蔡祐每次跟从宇文泰作战，总是身先士卒。作战回来后，其他将领无不互相争功，只有蔡祐始终不说话。宇文泰总是感叹道：“承先从来不谈论自己的功勋，我应当代他论功。”宇文泰留下王思政镇守恒农，封他为侍中兼东道行台。

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