高梁河之战是宋太平兴国四年（辽保宁十一年，979），宋军为夺取幽州（今北京，辽称南京），在高梁河（今北京西直门外）被辽军击败的一次作战。
宋太宗为夺回五代时后晋石敬瑭割给契丹的燕云十六州（北京至山西大同等地区），于太平兴国四年五月平北汉后，未经休整和准备，即转兵攻辽，企图乘其不备，一举夺取幽州。辽景宗耶律贤得知幽州被困，急令精骑增援。
辽军反击，宋军三面受敌，顿时大乱，全线溃退，仅死者万余人，宋太宗乘驴车逃走。辽军追至涿州（河北涿县）乃止。
此次战争是辽朝与宋朝第一次在战场上的直接对话，是五代十国时期结束以后的一场重要战争，这场战争结束了宋朝统一的步伐，并且在军事上总体开始处于劣势。
此战，辽军发挥骑兵优势，远道增援，变被动为主动，给宋军以沉重打击；宋军轻敌冒进，首战失利，对以后与辽作战造成了不利的影响。
公元960年，赵匡胤逼后周恭帝退位，建立了北宋王朝。随后他和他的弟弟宋太宗赵光义开始了统一全国的战争。在统一了中原和南方地区以后，北宋把目标指向了北方的割据势力——北汉。
宋太平兴国四年(979)初，宋太宗亲自带领大军征讨北汉。与辽国关系密切的北汉连忙向辽国求救，辽景宗派大军前来援助，结果在白马岭(今山西盂县东北)被宋军打败，大将耶律敌烈也被打死。辽军一败，北汉就失去了靠山，宋军很快包围了北汉的都城太原。北汉国王刘继元抵挡不住，就在这年五月，出城投降了宋朝。
北汉刚平定，宋太宗就想乘胜攻打辽国，夺回燕云十六州。许多大将感到士兵连续作战，十分疲劳，带去的粮饷也快要用完了，不愿再打下去。但是将官崔翰却怂恿宋太宗乘胜进军。宋太宗没等各方面做好准备，军队也没有休整，就马上下令出兵。
因为辽国没有准备，一开始宋军取得了一些胜利，收复了岐沟关和涿州(今河北涿州一带)，很快打到了幽州城南。
当时，辽国的南院大王(辽太宗时已改夷离堇为大王，称北院大王和南院大王)耶律斜轸连忙前来应战。他派一支军队引诱宋军，自己带领大军，绕到宋军背后，进行偷袭。宋军腹背受敌，不得不向后退却。
耶律斜轸也不敢再战，把军队退到清沙河北(今北京昌平一带)，声援幽州。耶律斜轸的军队一退，宋军就把幽州团团包围起来。宋太宗督促将士日夜攻城，可是，宋军从太原赶到幽州，连日作战，已经疲惫不堪，锐气大减。
辽景宗派耶律休哥和另一个大将耶律沙带领10万大军，前往幽州。耶律沙带领一支辽军，先赶到幽州。宋军集中力量迎击。双方在高梁河(今北京西)打了起来。耶律沙远道赶来，人困马乏，加上军队人数不多，因此，吃了败仗，只好退却。
这天晚上，耶律休哥带领大队人马赶到。耶律休哥跟驻扎在幽州城外的南院大王耶律斜轸的军队会合了。第二天，辽军分左右两路，向宋军展开了猛烈的攻击。这时守卫幽州的辽军也杀出城来。宋军腹背受敌，结果大败，死伤1万多人。
宋太宗看到情形不妙，连忙退兵南逃。逃到涿州，天色已晚，宋太宗正想进城休息，不料辽军又追来了。他的马已经跑不动了，慌忙跳上驴车，继续南逃，直到逃出辽国的国土，才松了一口气。南逃的宋军，乱成一团，大量物资和武器都丢失了。耶律休哥虽然得胜，但是因为战斗中受伤，不能骑马，只好坐着车子追赶。他追到涿州，见宋军已经走远，才停了下来。宋军收复的一些失地，又被辽军夺回去了。
高梁河之战，又叫“幽州之战”。由于宋太宗收复燕云十六州心切，缺乏充分准备，仓促出兵，最后以宋军失败告终。
高粱河一役作为辽宋关系的重要转折点直接造成了日后的宋连战连败，到澶渊之盟，至此宋对辽已然完全处于下风，并直接对其经济造成极大的影响。辽成为一个威压北宋，雄踞中国北方的庞大帝国一直到被金所取代。高粱河一战影响深远，指挥辽军作战的大将耶律休哥功不可没。