斌再次召集将领们商议，众人都认为应当留守。沈庆之说：“军事事务，将军有权自主决定。诏书从远方传来，不了解当前的形势。您有一个范增那样的人才却不能重用，空泛议论有什么用！”萧斌及在座的人都笑着说：“沈公竟然也学起文墨来了！”沈庆之厉声说：“众人虽通晓古今，却不如我这从实践中学习的人！”萧斌于是派王玄谟驻守碻磝，申坦、垣护之据守清口（今山东东平西），自己率领其余军队返回历城（今山东济南）。
闰十月，庞法起等各路军队进入卢氏县，斩杀县令李封，任命赵难为卢氏县令，让他率领部众充当向导。柳元景从百丈崖（今河南卢氏南）率军与庞法起等人在卢氏会师。庞法起等进攻弘农，辛未日，攻克弘农，擒获北魏弘农太守李初古拔。薛安都留守弘农。丙戌日，庞法起向潼关（今陕西潼关东北）进军。
北魏太武帝命令将领们分路进军：永昌王拓跋仁从洛阳向寿阳（今安徽寿县）进军，尚书长孙真向马头（今安徽怀远南）进军，楚王拓跋建向钟离（今安徽凤阳东北）进军，高凉王拓跋那从青州向下邳（今江苏邳州南）进军，太武帝亲自从东平（今山东东平）向邹山（今山东邹城东南）进军。
十一月辛卯日，北魏太武帝抵达邹山，鲁郡太守崔邪利被北魏军队擒获。太武帝看到秦始皇留下的石刻，派人将其推倒，用太牢（牛、羊、猪各一头）祭祀孔子。
楚王拓跋建从清河西岸进军，驻守萧城（今安徽萧县西北）；步尼公从清河东岸进军，驻守留城（今江苏沛县东南）。武陵王刘骏派遣参军马文恭率军向萧城进军，江夏王刘义恭派遣军主嵇玄敬率军向留城进军。马文恭被北魏军队击败。步尼公遇到嵇玄敬后，率军向苞桥进军，想要渡过清河向西；沛县百姓烧毁苞桥，夜间在树林中击鼓，北魏军队以为南朝宋大军赶到，争相渡过苞水，淹死的人将近一半。
宋文帝下诏任命柳元景为弘农太守。柳元景派薛安都、尹显祖先率军到陕城与庞法起等人会师，自己在后方督促粮草运输。陕城地势险要坚固，各路军队进攻未能攻克。北魏洛州刺史张是连提率领二万部众越过崤山救援陕城，薛安都等人与北魏军队在陕城南面交战，北魏军队出动精锐骑兵冲锋，宋军各路军队难以抵挡；薛安都大怒，摘下头盔，脱下铠甲，只穿着红色无袖铠甲，战马也去掉防护装备，瞪大眼睛手持长矛，单枪匹马冲入北魏军阵；所到之处无人能挡，北魏士兵从两侧射箭却无法射中他。这样冲锋多次，杀死杀伤北魏士兵无数。恰逢天色已晚，别将鲁元保率领军队从函谷关赶到，北魏军队才撤退。柳元景派遣军副柳元怙率领二千步兵、骑兵救援薛安都等人，夜间抵达，北魏军队并未察觉。第二天，薛安都等人在陕城西南列阵。曾方平对薛安都说：“如今强敌在前，坚固城池在后，今日正是我们决死战斗的日子。你如果不前进，我就斩了你；我如果不前进，你就斩了我！”薛安都说：“好，你说得对！”于是双方展开激战。柳元怙率领军队从南门击鼓呐喊冲出，旌旗飘扬，声势浩大，北魏军队惊慌失措。薛安都奋勇杀敌，鲜血沾满手臂，长矛折断后，换了一根再冲入敌阵，各路宋军一同奋勇作战。从清晨到午后，北魏军队大败，斩杀张是连提及将卒三千多人，其余北魏士兵坠入黄河、壕沟而死的很多，被俘二千多人。第二天，柳元景抵达陕城，责备投降的北魏士兵说：“你们本是中原百姓，如今却为北魏尽力作战，战败才投降，为什么？”投降的士兵都说：“北魏逼迫百姓作战，后出发的人会被灭族，用骑兵逼迫步兵前进，没开战就先死了，这是将军您亲眼所见的。”将领们想把投降的士兵全部杀死，柳元景说：“如今朝廷大军北上，应当让仁爱之声先传播开来。”于是将他们全部释放遣返，投降的士兵都高呼万岁离去。甲午日，宋军攻克陕城。
庞法起等人进攻潼关，北魏守将娄须弃城逃走，庞法起等占据潼关。关中地区的豪门大族纷纷起兵响应，四周山区的羌人、胡人也都前来归附。
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宋文帝因王玄谟战败撤退，北魏军队深入宋境，认为柳元景等人不宜单独进军，于是将他们全部召回。柳元景派薛安都断后，率军返回襄阳。文帝下诏任命柳元景为襄阳太守。
北魏永昌王拓跋仁进攻悬瓠、项城，攻克两城。文帝担心北魏军队进攻寿阳，便召刘康祖率军返回。癸卯日，拓跋仁率领八万骑兵在尉武追上刘康祖。刘康祖有士兵八千人，军副胡盛之建议依托山地险要从小路退回寿阳，刘康祖愤怒地说：“我们到黄河边寻找敌人，却一直没见到；如今敌人自己送上门来，怎能躲避！”于是排列战车组成营阵前进，向军中下令：“敢回头观望的人斩首，敢后退的人斩足！”北魏军队从四面围攻，宋军将士都拼死作战。从清晨到午后，杀死北魏士兵一万多人，鲜血淹没脚踝，刘康祖身上负伤十处，斗志却更加旺盛。北魏军队将兵力分为三部分，轮流作战、休息。恰逢日暮时分刮起大风，北魏军队用骑兵驮着茅草焚烧宋军车营，刘康祖随即派人修补营阵缺口。这时有流箭射中刘康祖的脖颈，他坠马而