最初提议大举伐夏的种谔最积极，本来议定八月底出兵，他按捺不住，八月初就从绥德军出兵，大败夏军,斩首两千余级，提前暴露了战略目标，引起西夏人的警觉。朝廷诏令他不可轻举妄动，并要求他听从王中正节制。八月底总攻命令下达后，种谔迫不及待进围米脂，守将令介讹遇据城坚守，宋军猛攻数日不下。这时传来消息说梁永能大帅已率八万精骑来援米脂，其中包括夏军最恐怖的重甲骑兵：铁鹞子。夏军士气大振，宋军疲态显露。种谔连忙稳定军心，布置了围城打援的策略。宋军围着城挖壕沟，让城里的人出不来，然后在山川险要处设伏，在无定川口排下大阵御敌。无定川，黄河的支流，流经陕北在青涧城汇入干流，曾是历史上许多大战的战场。唐代诗人陈陶有一首着名的《陇西行》：“誓扫匈奴不顾身,五千貂锦丧胡尘。可怜无定河边骨,犹是深闺梦里人。”为此河平添了许多历史的悲壮。现在，宋夏两军中又有无数男儿将要成为“无定河边骨”。不多时，梁永能的大军在浓雾中现形，鄜延钤辖高永能观察了敌阵后对其弟高永亨说：“敌军势大，有些轻视我军，我们占据山川地形，从两翼合击必能取胜。
”第二日天明，大雾逐渐散去，高永能、高永亨从左右翼杀出，种谔亲率中军主力推进。鄜延军经过大科学家沈括的调教，指挥系统更加先进，种谔在阵后以鼓声和令旗传令，如同电脑游戏一般精确，很快就让梁永能陷入苦战。但梁永能手下毕竟有铁鹞子这支超级骑兵，这支部队人马均披重甲，能够抗击神臂弓的远射，骑士锁在马上，虽死不堕，而且全部采用西域良马，速度极快，冲击力极强，比辽军的铁林军更加强悍。所谓沧海横流方显英雄本色，鄜延第六将选锋军统制郭景修在高处观战，见铁鹞子实在厉害，虽然主阵的神臂弓向他们进行了地毯式射击，但他们仗着装甲坚厚，浑身插满箭支还在往来冲突。见前阵的装甲步兵陷入苦战，郭景修大喊一声：“危矣！”率领选锋军千余骑从高处冲下，直扑铁鹞子。铁鹞子和选锋军的重甲激烈的碰撞在一起，如同云层中的正负电极相撞，发出阵阵惊雷，两军将士的鲜血如同倾盆大雨洒在黄沙尘土之间！在宋军各兵种的密切配合下，渐渐将夏军攻势抵回，种谔见时机成熟，一声令下，伏兵从山川中涌出，将夏军拦腰截断。宋军发起了毁灭性打击，夏军前后不顾，纷纷败逃。
夏军后阵疯狂奔走，遭到高永能兄弟的追击，遗尸数十里。而陷入包围的前阵数万人无路可逃，只能徒步蹈渡无定河，竟使河水断流。宋军趁势掩杀，夏军被杀溺者无数，“银水为之赤”。无数夏军的尸体就被河水冲走，连“无定河边骨”都没做成，直接化作“春闺梦里人”。此战鄜延军斩首8000级，实际杀敌可能有50000，生擒西夏枢密院都按官麻女阣多革等七员大将，另俘获无数。经此一战，种世衡、种谔以及后来的种师道祖孙三代，在宋军中树立了“种家军”的赫赫威名。令介讹遇还要坚守，但夏军士气已溃，种谔秘密联系东门守将，放开城门，讹遇只好率五十余名酋长请降。进城后宋军纪律很好，安抚了万余户居民，并赠送冬衣。捷报传到东京，宋神宗大喜，诏令鄜延军可以不受王中正节制，种谔留令介讹遇守城，自率军向银、夏进发。知夏州索九思听闻梁大帅惨败，不敢与种谔接战，早已逃遁。种谔又攻银州，派官麻到城下劝降，守将遂降。这时梁永能却另辟蹊径，偷袭延州。他的战术非常正确，因为现在留守的宋军确实很少，他只要坚决进攻，不难攻克。
能在危急时刻想到这样的妙计，梁永能也无愧为一代名将，然而不幸的是，他这次面对了一位千年级人物：沈括。沈括被誉为人类第二个千年最伟大的科学家（第一个是亚里士多德，第三个是牛顿），其智力水平远非常人可比。沈括兵少粮多，按常理应该据城坚守等待援军，但沈括却派钤辖李达仅率千余士兵前往拒敌，还带了10万人的军粮，并声称自己有大兵即将开到。如果梁永能是宋代以前的少数民族军头，多半不分青红皂白就把李达这点儿人给抹了，但他也是一位科班出身的正规指挥官，他通过详密的谍报探明李达确实带了10万人的军粮，不得不相信沈括的谣言，老老实实列阵迎战。这时沈括又派出钤辖焦思耀率最后3000人从侧面突击夏军，李达趁机从正面鼓噪而进。夏军本来心理负担就很重，此时被彻底吓倒，败退而去。沈括趁机进攻西夏边境的浮图城、磨崖砦，俘获无数。沈括以数千弱兵智退梁永能数万精兵，显示了卓越的智慧与胆识。另一方面，号称代皇帝出征的王中正公公所率河东军也开入夏境，河东离战场略远，所以较晚到达。
战略规划河东军与鄜延军会合，经草原从北路攻取夏州，进而合围灵州，刚从内地募集的新兵大多跟在此路。河东军出塞后就遇到大雾，王中正号称谨慎，原地驻扎，空耗了9天粮草。雾散后又沿无定川去追鄜延军，不小心走进沼泽，死了不少人，耽误不少时间。王公公初上战场，心里非常紧张，害怕烟火引来敌军袭击，不许生火做饭，士兵们吃生食，大批病倒。其实种谔在前方开路，西夏人早就跑得没影了。出发前，转运判官庄公岳向河东军发粮，王公公大言不惭只要半个月粮食即可，并且声称就算不够，和鄜延军会合后可以吃他们的粮。庄公岳苦劝不听，多发了8天粮。
但河东军在草原上耽误了不少时间，而且按原计划河东军和鄜延军应该在横山下会合，种谔却接到独立进军的诏令，直取夏州，而后方运粮的将官找不到王中正的位置，无法给他补给粮食，不少内地新兵开始逃亡。王公公大怒道：“必竭力前进，死而后已！”率军进攻宥州。其实宥州的守军也早就跑光了，只剩下五百余户居民，王中正入城后杀良冒功，抢夺牛羊充军粮。所幸侦骑发现城外有一个西夏的窖藏，有1000骑兵驻守。王公公大喜，派知府州折克行带兵前去，将其击溃后斩首九百余级总算打了一场胜仗。后方的沈括派景思谊前来接应，河东军吃了一口饱饭，退回顺宁砦休整。
