元昊建立西夏以後，採取軍事與外交雙手並舉的政策，一面出兵劫掠宋朝，一面遣使去宋朝要求承認既成事實，要求封他為西夏國主，然而，當時的宋朝君臣都以天朝上國的觀念來對待這件事，認為元昊不過是蕞爾小丑，大兵一出就可誅滅，興師問罪成為文武群臣輿論的主流。
既然在外交上一無所獲，元昊決定用軍事手段來奪取。寶元三年正月，元昊率大軍一舉攻下延州外圍重鎮金明寨，兵峰直逼延州。宋將劉平、石元孫率兩萬援兵前來救援，行至三川口，元昊伏兵四起，雙方發生激戰，劉平耳朵中了流矢，依然率領殘部不千餘人與西夏軍苦戰兩晝夜，最後與石元孫一起戰敗被俘。
三川口戰役結束後，元昊猛攻延州，打了七日未能破城。當時正在下大雪，西夏軍不敵嚴寒。更恐宋軍切斷後路，於是撤退北歸。
三川口之敗震驚朝野，這是宋朝自雍熙北伐以來從未有過的慘敗，也讓宋朝知道元昊是必須認真對付的。宋朝調整了西北的統帥任命，夏竦被任命為陝西經略安撫使，韓琦、範仲淹為陝西經略安撫副使。在對待夏的方針上，韓琦主張主動進攻，根除隱患，而範仲淹主張堅壁清野，固守抗敵，範仲淹的這一方針是鑑於宋朝長期邊防不休，戰鬥力不強的實際做出的。
宋仁宗召見韓琦和兩府宰執，決定採取韓琦主攻的方針。次年正月，組織了兩路軍隊進討西夏，但範仲淹一邊派名將種世衡在延州東北修築軍事要塞青澗城，一邊加強延州城的防務，同時上書說服了仁宗，允許自己暫緩出兵。如此一來，韓琦的主攻政策也就不能原封不動地推行了。
宋朝的主動公示還沒有發動，元昊卻先行一步，慶曆元年2月，元昊算10萬大軍準備進攻渭州，韓琦聞訊，急命手下將領率部迎擊，西夏軍奉命詐敗，一路丟棄馬羊駱駝，宋軍緊追至好水川一帶，見西夏軍以在川口列陣以待，才知中了誘敵深入之計，但是此時已是無路可退，只得和應戰，雙方從清晨激戰到正午，宋軍主將都力戰而死，宋軍戰死將士高達萬餘人，好水川之敗使主攻派失去了發言權，韓琦被降一級貶值秦州。
這一期間，範仲淹在知延州任上得到了元昊派人轉達的議和試探，就致信分析了八條「逆順」的道理，但屢次勝利的元昊，回信的措辭十分傲慢，範仲淹當著來使的面將其燒毀了，只是錄了個副本轉呈朝廷。對此。朝廷以「人臣無外交」的罪名追究他的責任，將他貶至耀州。
十月宋朝中央將西北防務分為鄜延、環慶、涇原、秦鳳四路，以龐籍、範仲淹、王巖、韓琦分別知四路帥府。兵分四路，防得分明，互不統屬，但正如歐陽修所指出的：「軍無統治，分散支離，分多為寡，兵法所忌」，並不能改變成戰而成敗的局面。
而範仲淹在對西夏和戰問題上的戰略思想日漸為仁宗所接受，這一方針集中體現在慶曆二年正月，他給仁宗的奏議中，他認為對西夏應以有效的防守為出發點，具體原則為進攻不可距離過遠，這樣不會有全軍覆沒的危險，守應該從長遠考慮，這樣才有精力民力供養。在這一基礎上招納之策可行期間。中原最大的特點是富庶，而兵馬精銳是西夏人的優點，我們應該用我們的長處對付敵人。
但朝廷中反對議和的聲音仍十分激烈，雙方還不能立刻走到談判桌前。慶曆二年。元昊在試探議和未得到回覆的情況下，再次興兵進攻鎮戎軍，而且故伎重演，逐步把宋軍引向定川砦，宋軍一進入包圍圈，就被四面圍住，無奈只得退入定川砦中死守。
由於西夏軍切斷了水源，宋軍只得冒險突圍，但是僅僅突出去二裡就被西夏伏兵圍殲，全軍覆沒。元昊揮軍直抵渭州城下，王巖只能命令為數不多的守軍，豎起許多旗幟，布下疑兵陣，再學諸葛亮疑兵之計，才使元昊大軍放棄攻打渭州，縱掠七百裡後全軍後撤。
宋軍的再次戰敗，宰相呂呂夷簡驚呼：一戰不不如一戰，可怕！宋朝任命韓琦、範仲淹為陝西安撫經略招討使，總領四路軍事。仲淹與韓琦一方面在宋夏交戰區修築堡壘，構建起牢固的軍事據點，另一方面，充分發揮廂兵、蕃兵、弓箭手的戰鬥力作用。正是這些措施，使得西夏軍隊不敢輕易來犯，他們敬畏地稱範仲淹為小範老子。
通過三次大戰，宋朝原先那種一鼓蕩平「蕞爾小丑」的豪氣蕩然無存，明白了自己在軍事上根本不可能佔據上風，宋仁宗決定全力求和，雙方議和使節開始來往。
議和對西夏來說也是求之不得，元昊得到議和信號立即響應，這是因為，在戰爭爆發後，宋朝停止了對西夏銀捐錢的大宗歲賜，關閉了邊境榷場，導致西夏境內糧食、布匹、茶葉等生活必需品奇缺，嚴重影響了正常的社會經濟生活。同時，戰爭也使西夏民窮財盡，物價昂貴。連年戰爭也使士兵死亡嚴重，在兵力上也沒有力量繼續長期戰爭。
再者西夏雖然在三次戰役中大獲全勝，但也深知貧窮落後的西夏，要全面戰勝和長期佔領地廣人眾的宋朝絕無可能，從經濟利益上看，戰爭掠奪遠不如與宋朝維持和平獲得的好處大。
另外還有重要的一點，宋遼夏三國關係在當時非常微妙，在宋夏戰爭的時候，遼朝也想分一杯羹，而元昊也收到了來自遼朝的壓力，十分不滿，慶曆三年又與遼朝發生了爭奪邊境部落的糾紛，雙方關係急劇惡化，聯盟開始破裂，為了防止宋遼聯合兒腹背受敵，在慶曆四年秋天匆忙向宋朝稱臣。
雙方達成和約，元昊以西夏國主的名義向宋稱臣，允許下國自置官屬，宋每年歲賜西夏銀、絹、茶、採二十五萬斤或匹，兩國重開榷場，恢復互市貿易。
其後不久遼夏關係惡化，遼興宗親率大軍進攻西夏，元昊堅壁清野重創遼軍。爾後見好就收與遼議和，從此北宋遼朝西夏之間三國鼎立的政治格局正式形成。