西魏大统三年（东魏天平四年，公元537年）八月十四日，为了破解已经长达两年且还在持续的饥荒，宇文泰率领李弼等十二将实施东伐，以北雍州刺史于谨为先锋。于谨率军朝东魏盘豆（河南省灵宝市西）杀来，东魏守将高叔礼固守不降，被于谨一举攻克，东魏一千余人被俘。八月二十五日，西魏军队包围了弘农。宇文泰命令达奚武带着两名骑兵前去侦察，与东魏骑兵遭遇，双方交手，达奚武三人斩杀了六名东魏士兵，俘获了三人，安全回营。八月二十七日，西魏军队攻克弘农，活捉东魏陕州刺史李徽伯，生擒八千名东魏士兵。

宇文泰占领弘农后，饥肠辘辘的西魏将士们总算找到了吃的。尚书左丞杨标对宇文泰说自己的父亲杨猛曾担任过邵郡（治所即在白水县，山西省垣曲县）的白水县令，结识当地的豪强，请求北渡黄河说服他们献出邵郡，宇文泰同意了。杨标与当地豪强王覆怜等聚众起兵，斩杀了东魏邵郡太守程保及四名县令，宇文泰遂任命王覆怜为太守。宇文泰又派遣使者渡河说服山西西南部归附东魏的各个城堡，半月之内，不少城堡都归顺了西魏。东魏东雍州刺史司马恭镇守正平（山西省临汾市），西魏司空从事中郎裴邃（与南梁名将同名，并非同一人）打算进攻，司马恭弃城而逃，宇文泰遂以杨标为行正平郡事（代理正平太守）。

为配合宇文泰的进攻，本年九月，柔然也发兵南下进攻东魏，前锋一直进抵三堆（山西省静乐县），直接威胁到了晋阳的安全。高欢亲自率军迎战，将柔然军队击退。柔然军队牵制了高欢的主力，让他无力兼顾南面，这也是山西西南部不少处于半独立状态的城堡纷纷归附西魏的原因。

令高欢恼火的是∶小小的宇文泰竟敢主动对自己发起进攻!这大大出乎他的意料，也让他勃然大怒，击退柔然之后，高欢即部署对西魏进行大规模的讨伐。他组织起空前强大的兵力，决心一举将宇文泰消灭。

闰九月月初，东魏丞相高欢亲自率领二十万（《周书》称十万）大军从壶口（山西省吉县西南七十里）直插蒲津，另外命令高敖曹率领三万人马从黄河以南向西进攻。宇文泰率领的部队不足一万人，一直在弘农征收粮食，已五十余日了，听说高欢的大军将要渡河，遂撤离弘农，率领主力西上，进入了潼关，宇文泰西去后，高敖曹遂率部包围了弘农。

在此次西伐之前，高欢曾就此战征求行泰州事段荣（高欢连襟）的意见，段荣坚决反对。此时，高欢右长史薛瑕也对高欢说："西魏连年饥荒，没有粮食吃，因此，宇文泰才冒死前来，进攻我陕州，目的不过是想抢夺粮食。现在，司徒高敖曹已经包围了陕城，西魏人抢夺的粮食运不出去，只要在交通要道上部署重兵，不与敌人正面交锋，等僵持到麦收季节，西魏军民肯定会全部饿死。届时，元宝炬和宇文黑獭自然归降，请求大王不要西渡黄河。"

侯景也劝谏道∶ "这次兴兵，我军的人数非常多，万一失利，后果难以控制。不如将部队一分为二，相继前进。前军如果获胜了，后军可扩大战果;一旦前军失利，后军再进行增援。"鉴于上次分军、窦泰被杀的教训，高欢这次矫枉过正，再也不敢分军了，加上如今国内人心浮动，高欢对手下的将领更不放心，因此，他拒绝了二人的建议，遂率部从蒲津渡过了黄河。

宇文泰率领的那不足一万人马也来到了渭河南岸，西魏朝廷征调的郡县部队尚未抵达。宇文泰打算进击高欢军，众将均以众寡不敌，请求等到高欢继续西进之后，进一步观察形势后，再作决断。宇文泰说∶"一旦等到高欢进抵长安附近，人心必定要引起骚动，现在，趁着他刚刚从远方来到，可予以迎头痛击。"遂下令在渭河之上建造浮桥，命令士兵们携带三日的军粮，率领轻装骑兵毅然渡过了渭河，留下辎重部队在渭河南岸随着北岸的部队一起向西移动。

十月一日，宇文泰率领的西魏军在渭河北岸推进到了沙苑。

在北洛河以南、渭河以北的这片沙漠里，时年四十二岁的高欢将与三十三岁的宇文泰展开一场生死对决。此时，东魏军在沙苑以西、以北地区，并逐渐向西移动，而宇文泰的西魏军则依靠渭河北岸，在沙苑的以东、以南地区，随着高欢军逐渐向西前进，两军相距六十里。宇文泰手下众将都非常担心，唯独宇文深向宇文泰表示祝贺。宇文泰询问缘由，宇文深回答∶"高欢治理河北，深得民心，如果他固守那里，确实难以攻取。如今，他竟然率部渡河前来，违背大家的意愿，只不过是高欢认为窦泰被杀是奇耻大辱，所以，他才刚愎自用，拒绝采纳众将的意见，执意而来，这就是所谓的愤怒之兵，可以一举将其擒获。这实在是显而易见的事，为什么不祝贺呢!我请求给臣一个符节，调派王罴的军队切断东魏的退路，将一举全歼他们。"

宇文泰派遣达奚武前去侦察，达奚武率领三名骑兵，身着东魏军军服。天黑时，达奚武四人来到距离高欢军营一百步的近处，他们下马偷听到了东魏军的口令，而后，四人又骑上战马，装作夜晚的巡逻队，从容在东魏各个军营里穿行，遇到违规违纪的东魏士兵，他们还往往一顿毒打。达奚武等人完全掌握了东魏军的虚实后，又安全回到了自己军中，向宇文泰详细作了汇报。

高欢听说宇文泰率军前来，即率领大军前来。侦察兵报告说高欢率部前来了，宇文泰遂赶忙召集众将商议对策。李弼说∶"敌众我寡，不可在平地与敌人决战，从这里往东十里之处，是渭河的拐弯处，我军可以提前占据那里，以等待敌军的到来。"宇文泰采纳了他的意见，遂率部向东撤离，到达渭河拐弯处后，西魏军背靠渭河东西列阵，李弼为右翼司令，赵贵为左翼司令，命令将士们藏匿于芦苇之中，约定听到鼓声后一齐出击。

吃晚饭的时候，东魏军尾随来到了渭河拐弯处。

东魏都督斛律羌举说∶ "宇文黑獭纠集穷凶极恶的死党，，谁强谁弱，他们也一清二楚。现在，我揣摩他的想法就是要与我决一死战，斗个鱼死网破，这就如同走投无路的疯狗，弄不好也会咬人一口，况且，渭河拐弯处十分泥泞，无法发挥战力。不如放慢步伐，在此地与之相持，而分出一支精锐骑兵奔袭长安，长安空虚，可不战而克。攻克了他的根据地。宇文黑微无处可去。他的人头t也将很快高悬于我辕门之上。"

高欢听到分军，他本能地否定了斛律羌举的意见，又反问大家道∶"纵火焚烧芦苇，你们看怎么样?"侯景却说∶"应当生擒宇文泰向百姓展示，假如纵火烧死了他，谁能相信?"高欢有些犹豫，产生了暂时看一看的想法。此时，猛将彭乐大声请求与宇文泰决一死战，他说∶ "我众敌寡，一百个人打一个，这根本不会出现意外!"高欢遂决定一战。

东魏军继续向东前进。

当他们发现西魏军人数非常少后，东魏各路军争先恐后地朝西魏军扑来，队列大乱。双方军队将要接触，宇文泰即擂响了战鼓，提前埋伏在芦苇从中的西魏伏兵顿时从四面八方杀了出来，于谨等六军与东魏军缠斗，李弼等人率领六十名骑兵从左翼朝东魏军拦腰杀来，把东魏军队一分为二，遂大破东魏军。东魏猛将彭乐趁醉深入西魏阵中，被西魏兵用长矛刺中腹部，肠子从伤口流出，彭乐把肠子又塞回腹中，剩下一段肠子塞不进去，他一刀截断扔掉，继续与西魏军厮杀，但东魏军在西魏军的打击下，最终失利，彭乐只好退去。

高欢打算收集残兵败将继续死战命张华原拿着花名册到各营点名，却没人答应。张华原回来后，对高欢说∶"大家都逃散了，各营都空了!"高欢还于心不甘，不想离去。斛律金说∶"人心已经离散了，不能再用了，应当火速撤回河东。"高欢坐在马上没动，斛律金扬鞭打马，高欢这才飞马绝尘而去。当晚，高欢来到黄河渡口，渡船离岸很远，高欢换乘骆驼，才上得船来。

沙苑之战，西魏军临阵斩杀了六千名东魏士兵，俘虏两万余人，而后，宇文泰挥军乘胜追击，一直追到黄河西岸，前后共计俘虏了七万名东魏士兵，他从中选拔了两万壮丁，剩余的全部放回，又缴获武器、铠甲十八万件。都督李穆说∶"此战高欢已经破胆了，渡河追击，可以生擒他!"宇文泰不从，遂回师渭河南岸休整。这时，征召的各郡县的部队才来到，宇文泰遂命令每人在沙苑战场上种下一棵柳树，以展示战功。

侯景对高欢说∶"黑赖刚刚取胜，心高气傲，肯定毫无防备，我请求率领两万精锐骑兵（《南史》称侯景请求数千骑兵），径直入关，必定能将其擒获。"高欢征求妻子娄昭君的意见，娄昭君说∶"假如真是如此，他侯景岂有回来的道理!得到了黑獭却失去了侯景，又有什么好处呢!"高欢遂拒绝了侯景的请求。负责进攻弘农的高敖曹在得知高欢在沙苑惨败后，也从弘农撤离，回到了洛阳。