二十二日，萧挞凛与圣宗、太后合兵攻定州（今河北定县）。宋将王超等阵手唐河，按兵不战，辽军气势益高。此时北方州县告急的文书至宋廷，寇准请真宗亲临澶州（今河南濮阳附近），真宗态度犹豫，后让朝议亲征事。参知政事王钦若密请真宗南下金陵（今江苏南京）；签枢密院事陈尧叟建议起驾到cd；寇准力排众议，坚请立即亲征，王、陈二人因此怨嫉寇准。最后决定按照另一宰相毕士安亲征当在仲冬的建议行事，并调王钦若出镇大名（今河北大名东）。
十月，辽军攻保州（今河北保定）等地不克，又抵瀛州（今河北河间）城下，昼夜攻城，太后、圣宗亲自击鼓助战，兵士阵亡三万余人，终未攻取，不得不撤走。萧挞凛率师攻下祁州（今河北安国）。攻城掠地的同时，辽方又遣人向宋试探和谈的可能。
十一月，辽将耶律课里败宋军于洺州（今河北永年东），萧观音奴等攻下德清军（今河南清丰）。宋真宗车驾到卫南县（今河北长垣北），辽师进抵澶州，从三面围城。宋将李继隆等分伏强弩，控制要害。萧挞凛自恃骁勇，以轻骑临阵督战，宋威虎军头张瑰暗发床子弩，击中其额。当晚，挞凛死，辽军气势受挫，加之孤军深入，宋大军将至，故而倾向议和。
宋真宗一行自卫南向澶州进发，先驻扎在澶州南城，后在寇准的坚持下，渡过黄河，到达北城，并登上城门楼，张插黄龙旗，宋军皆呼万岁，气势倍增。
宋真宗到澶州（今河南濮阳附近）后，宋辽双方正式考虑和议。宋派曹利用赴辽军议和好，辽圣宗又遣左飞龙使韩杞持国书随曹利用来到宋方。经过几次交涉，双方于景德元年（1004）十二月立下盟约：宋辽约为兄弟之国，辽主称宋真宗为兄，宋尊萧太后为叔母；宋每年给辽绢二十万匹、银十万两，称为“岁币”；双方各守现有疆界，不得侵轶，并互不接纳和藏匿越界入境之人。另辽方撤军时，宋军不得沿途进行邀击。互换誓书后，辽军撤退，宋真宗亦回返京师。因该盟约订立于澶州（亦称澶渊郡）城下，史称澶渊之盟。