當河西廣大地區爲西夏佔有後，元昊對西夏軍隊也花費不少精力進行整治和重新編制。首先，他以黃河爲標界，在西夏國內把軍隊劃爲左、右兩部廂軍，設十二監軍司，分別命以軍名，規定駐紮地(宋朝也有類似廂軍設置，如同今天的“軍區”)，由此，健全了西夏軍隊的指揮體系。其次，元昊開發了並固定了幾個新兵種：鐵鷂子、擒生軍、衛戍軍，潑喜軍。鐵鷂子又稱“鐵林”，是西夏最精銳的騎兵部隊，此種部隊配以最良的戰馬，最精的盔甲，總人數三千人，分爲十隊;擒生軍，是西夏爲了在戰爭中俘掠對方百姓專門成立的部隊，
此種部隊爲西夏“元創”，人數極多，有十萬之衆;衛戍軍是西夏禁衛軍，共5000人，皆爲西夏貴族子弟充任;潑喜軍是“炮兵”，主要在攻城時用拋石機協助進攻，人數最少，才200人。此外，最富於心機、最缺德的元昊軍制，是他特意挑選被俘漢人組成“撞令郎”軍，日後，蒙古人、日本人都採用過此法，以這些“僞軍”爲先頭部隊，讓他們衝在本族主力軍隊前面充當炮灰，最大限度減少西夏党項兵士的傷亡。總而言之，元昊立國之初，西夏總軍力已達50萬人，這還不包括打大仗時從各部落徵民爲兵的人數。可以講，元昊當國時，西夏全民皆兵。
元昊不僅擁有堅實的軍事後盾，最重要的他還擁有一個主要由漢人組成的智囊團。西夏立國之初，“主謀議”的六個人，除嵬名守全是党項人，其他均是漢人：張陟、張絳、楊廓、徐敏宗、張文顯。而且，教誘元昊以“大略”侵宋的主心骨也是兩個漢人：張元、吳昊。這兩個人，宋史中只模糊言及二人的家姓，“華州有二生張、吳者，俱困場屋，薄遊不得志，聞元昊有意窺中國，遂叛往，以策幹之，元昊大悅，日尊寵用事，凡夏國立國規模，入寇方略，多二人教之。”這兩個久試不第的讀書人，自恃胸中文韜武略，本來想投靠宋朝邊境獻計獻策立功名，一直不受重視。氣憤之餘，二人就連袂叛逃，亡入西夏。他們入西夏也頗有戲劇性，二人到達興慶(今銀川)後，天天在一家豪華酒館痛飲歡歌，又在雪白的粉壁上用筆墨大書“張文、吳昊來此飲酒”，被西夏“派出所”便衣發現，連夜抓起，直接押往元昊處。元昊知道此二人不是凡人，便親自審問，怒問二人怎敢犯我名諱。張、吳二生鮮衣華裘，皆一表人才，雖然人被捆成個糉子，兩張嘴仍舊伶牙俐齒：“你連自己姓什麼都不在乎，何必在乎名呢!”一句話，殺人大魔頭元昊大驚失色，正戮中其痛處：唐朝五代直到宋初，元昊一族姓“李”，而後至今，元昊一族姓“趙”，皆是中原王朝的“賜”姓，真是一大瘡疤。於是，親去繩索，好言相謝，三人頓時言語甚歡，張、吳二人成爲他侵宋的最重要謀士。
張元、吳昊二人雖是書生，卻熟知中國歷史和軍事戰略，他們力贊元昊進取關右之地，佔領關中，向中原腹地挺進。同時，與遼國聯合，讓契丹人在河北進襲宋朝，最終使宋朝兩面臨敵，“一身二疾，勢難支矣”。這些策略，皆是一劍封喉的毒招，無論哪一招成功，宋朝都會有亡國之憂。“莫道書生空議論，頭顱擲處血斑斑”，張、吳二人，也是中國知識分子中的一種異類。
當時，宋朝在西北的主要負責人，一是涇州知州夏竦，二爲延州知州範雍，此二人不僅僅是文職，皆“加兼經略使、步騎軍都總管”，是西北方面人、財、物、軍一把抓的兩大巨頭。夏竦此人，是力襄宋真宗“天書封祀”中的“五鬼”之一，但此人極富幹才，是一位有遠謀的能吏。對於當時西夏的形勢，他有非常中肯的分析：“(李)繼遷當(宋)太宗時，遁逃窮困，而累歲不能剿滅。先帝(宋真宗)惟戒疆吏，謹烽堠，嚴卒乘，來即逐之，去無追捕。然自靈武陷沒，銀(州)綏(州)割棄以來，假朝廷威靈，其(西夏)所役屬者不過河外小羌耳。況(李)德明、元昊相繼猖獗，以(李)繼遷(之)窮蹙比元昊(之)富實，勢可知也;以先朝(太祖以來)累勝之士較當今關東之兵(宋朝邊軍)，勇怯可知也;以興國習戰之師方(比較)今沿邊未試之將(沒經過大戰陣的宋將)，工拙可知也……若(宋軍)分軍深入，糧糗不支，進則賊避其鋒，退則敵躡其後，老師費糧，深可虞(憂)也。若窮其巢穴(指進擊銀川)，須涉大河，長舟鉅艦，非倉促可具。若浮囊挽綆，聯絡而進，我師半濟，賊乘勢掩擊，未知何謀可以捍禦!”緊接着，夏竦針對西北邊境形勢，進呈十條建議：
一、教習強弩以爲奇兵;二、羈縻屬羌以爲藩籬;三、詔唃廝囉父子併力破賊;四、度地形險易遠近、砦柵多少、軍士勇怯，而增減屯兵;五、詔諸路互相應援;六、募土人爲兵，州各一二千人，以代東兵;七、增置弓手、壯丁、獵戶以備城守;八、並邊小砦，毋積芻糧，賊攻急，則棄小砦入保大砦，以完兵力;九、關中民坐累若過誤者，許人入粟贖罪，銅一斤爲粟五斗，以贍邊計;十、損並邊冗兵、冗官及減騎軍，以舒饋運。
夏竦人奸，此十條建議都言之鑿鑿，有利有理，“朝廷多采用之”。但是，當時的朝中大臣和邊境將領，“多議征討，反以(夏)竦爲怯”。
寶元二年(公元1039年)年底，元昊命西夏軍隊進行試探性進攻，首先攻擊宋朝的保安軍(陝西志丹縣)，不巧的是，保安軍當時的巡檢指揮使狄青善戰，把西夏軍打得潰敗而走，沒有撈得任何便宜(當然，元昊也是聲東擊西，主要是想攻金明寨，進攻保安軍屬於“佯攻”)。狄青，字漢臣，汾州人，由於善騎射，多武藝，他得以在皇家御林軍服役。元昊稱帝后，狄青以“延州指使”的官職被髮往邊疆效力。“時偏將屢爲所敗，士卒多畏怯。”“(狄)青行常爲先鋒”。四年之間，狄青大小二十五戰，身中八創，“破金湯城，略宥州”，又屠滅叛服無常的歲香、毛奴、尚羅等蕃族部落，很似日後左宗棠和王震將軍，無婦人之仁，有大將之度，恩威並施，敵莫敢犯。狄青打仗，身先士卒，常披散頭髮，面帶一猙獰銅面具，“出入賊中，皆披靡莫敢當”。後來，狄青由經略判官尹洙推薦給負責西北邊事的韓琦、范仲淹，“二人一見奇之，待遇甚厚。”范仲淹親自把自己所研讀的《左氏春秋傳》贈與狄青，勵勸道：“爲將不知古今忠義之事，只不過是匹夫之勇。”“(狄)青折節讀書。悉通秦漢以來將師兵法，由是益知名。”日後，皇佑年間，狄青率軍擊破儂智高叛亂，回朝得封樞密使，此是後話，在此不表。
康定元年(公元1040年)開春，元昊自率大軍，以宋朝延州爲目的地，揭開了大規模戰爭的序幕。
當時，時任振武軍節度使、延州知州的範雍正在延州。這位範老夫子人品不差，頗有政聲，但兵事方面欠缺遠略深謀。宋真宗死後，供奉“天書”的宏麗宮殿羣昭應宮被雷擊起火焚燬，劉太后欲重修，正是範雍抗言：“先朝以此竭天下之力，遽爲灰燼，實乃上天懲誡!”終於使宋廷未再勞民傷財。正直歸正直，範老夫子得知元昊西夏大軍要拿自己的延州開刀，“甚懼”，忙上表奏稱：“延州最當賊衝，地闊而砦柵疏(周邊防禦工事少)，近者百里，遠者二百里，士兵寡弱，又無宿將爲用，請益師。”但是，範雍要求增兵的表奏並未引起朝廷重視，不報。
元昊選擇範雍的延州爲攻擊目標，並非僅僅因爲範老夫子怯懦，而是經過深思熟慮做出的精心佈置。宋夏兩國以橫山爲界，東起麟州(今陝西神木)，西到原州(今甘肅鎮原)、渭州(今甘肅平涼)，綿延1000多公里。元昊稱帝后，宋朝在這條邊界線上不斷派軍駐防，經過數次進兵侵擾及試探性進攻，元昊選定延州(今延安)爲攻擊目的地，看中的正是鄜州(今陝西富縣)、延州一帶通路暢闊，便於進攻。
首先，元昊展開軍事行動後，又派使人送信於範雍，表示自己要與宋朝議和，老夫子“信之，不設備”。同時，元昊猛攻延州外圍的李士彬所率各部軍事據點。李士彬當時是宋朝的金明都巡檢使，他本人就是党項族酋長，掌有十八寨近十萬衆的彪悍羌兵，駐紮於延州北面的金明寨。對於這個党項老敵手，元昊暗殺計、反間計、奇襲計等等全用個遍，一無所成。最後，反倒是“驕兵計”成，西夏軍每逢李士彬交戰，沒打幾下就“潰退”，還高聲叫喚：“鐵壁相公(李士彬的“外號”)來了，我們趕快逃命吧。”如此一來，李士彬頗爲自負。同時，元昊還派遣一批又一批党項部落向李士彬“投降”，面對洶涌而來的党項人，李士彬自己不好處理，就上報“上級”延州老夫子範雍，要求把這些党項降人遷居到遠離西北邊境的南方安置。範雍文士，沒有軍事計謀，反想“以夷制夷”，厚賞這些西夏降人，並讓李士彬把他們編入金明寨周圍的各個軍事據點。李士彬不好違背上級命令，只得照辦，等於宋朝的各個砦堡安置了爲數衆多的“定時炸彈”。
果然，安排停當後，一聲炮響，元昊諸軍突然發動攻擊，事先詐降的党項人紛紛而起，金明寨等十餘個延州以外的宋朝軍士據點皆被西夏人佔領，李士彬父子也被擒殺。乘勝優勢，元昊大軍直至延州城下。
範雍肝膽俱裂，一面命人緊閉四城拒守，一面派人帶信急召當時屯守慶州(今甘肅慶陽)的鄜延路副總管劉平和石元孫。劉、石二人聞信蒼猝提兵，直趨土門(今陝西安塞)。然後，這部宋軍未得休息，又經保安、萬安鎮向延州方向馳進。鄜延都監黃德和、巡檢万俟政以及巡檢郭遵都接到範雍的告急書，也同時往延州方向集結。元昊早已得知宋軍動向，便在三川口(今延安西北)設下埋伏，靜待諸路入套的宋軍。
劉平與諸將會合後，集步騎一萬多人，結陳東行。走了五里，終於遇見嚴陣以待的西夏兵。當時，天下大雪，“平地雪數寸”，兩軍均擺偃月陣，一時相持。很快，西夏軍渡水而前，改爲橫陣，宋將郭遵率騎兵蕩陣，“不能入”。劉平指揮宋軍全力壓上，“殺敵百人”，西夏軍退卻。忽然，西夏軍又“蔽盾爲陣”，宋軍又發動進攻，“擊卻之，奪盾，殺獲及溺水死者幾千人。”混戰之中，劉平的脖子和耳朵皆被流矢射穿，血流遍體，乍爲小勝，又至日暮時分，宋軍兵校紛紛手持人頭，牽着所繳獲的馬匹擁至劉平面前請賞，劉平忙說：“現在敵人未退，你們各部自己人記下功勞，戰後一定各加重賞。”話音未落，西夏兵忽然又來一拔，“輕兵薄戰”，宋軍稍稍引卻。其實，時前時卻，是對陣交戰雙方軍隊非常常見的事情。關鍵時刻，遠居後陣的宋將黃德和心怯，見前軍小卻，他馬上召集麾下往後狂逃。“衆從之，皆潰”。完全是一時間的從衆心理，本來一直在搏戰中佔上風的宋軍忽然就掉頭一齊往後跑。劉平見狀，馬上派自己的兒子劉宜孫乘馬追趕黃德和，拉住他的馬疆苦勸：“萬望將軍勒兵回擊，併力擊賊，不要再跑。”黃德和不聽，縱馬馳奔而去。劉平無奈，急遣軍校“伏劍遮留士卒，得千餘人。轉鬥三日，賊(西夏軍)退還水東。”可見，宋兵此時的戰鬥力仍很頑強。特別是宋將郭遵，獨出奮擊，“期必死，獨出入行間”，手持大槊橫衝直撞，如入無人之境。西夏軍知道此將不可當，派數人在一狹窄處持數條長繩欲攔截郭遵，均爲這位猛將揮刀斬斷。最後，西夏特派一股部隊，邊鬥邊佯敗，誘郭遵深入，然後萬箭齊發，才把這位猛將射死。郭遵上陣時所用鐵鐗、槍、槊，有九十多斤重，“其後耕者(農民)得其器於戰處。”宋廷對這位郭將軍非常惲惜，加封其父母，宋仁宗還親自爲其年幼四子起名。
劉平率衆退至西南山，“立七柵自固”。半夜，西夏集大兵圍攻，“四出千合擊，絕官軍爲二”，苦戰不支，宋軍絕大部分戰死，劉平、石元孫皆爲西夏軍生俘。
劉平此人，“剛直任俠，善弓馬，讀書強記”，其父劉漢凝是宋太宗朝功臣。雖出將門，劉平本人進士及第，文武全才，爲寇準所知，薦爲瀘州刺史，數次擊平當地夷人的反叛。後來，劉平入朝，任監察御史，多次上書言事，得罪了丁謂。恰逢西北有事，丁謂就向當時的宋真宗“極力推薦”劉平，說：“劉平，將家後代，素知兵，派將西北，可以制敵。”趁機把劉平外放。西北任上，劉平竭心盡力，多次鎮壓各蕃族的叛亂，還不停上書獻計，可惜一直未獲採納。三川口敗後，先行逃跑的黃德和竟然反誣劉平率兵降敵，“朝廷髮禁兵圍其家”。不久事發，黃德和被判腰斬，宋廷認爲劉平已經戰死，追贈他爲朔方節度使，諡壯武，“子孫及諸弟皆優遷”。後來，有附降的党項人來報，稱劉平“在興州未死，生子於賊中”。宋廷還不信。石元孫被西夏放還後，朝廷才知道劉平確實未死。估計老頭子是被元昊好吃好喝養起來，當個高級軍事顧問什麼的。對此，宋廷也未深究，畢竟一直苦戰，沒有功勞也有苦勞。
三川口之戰，西夏雖大勝，但因天降大雪，加之延州城堅，並未能一舉攻克延州。不久，得知其餘幾路西夏軍遇敗，補給又不濟，元昊只得下令退兵。
範雍老夫子也算命好，延州守兵才幾百人，竟然能得以保全。當然，三川口大敗，他不得辭其咎，“左遷戶部侍郎，知安州。”範雍“爲治尚恕，好謀而少成”，此類人只宜在朝中當清顯之官，真讓他幹實事其實很難。但範夫子“頗知人，善薦士，後多至公卿者”，是
位好伯樂。宋朝大將狄青爲小校時，一次犯法當斬，正犯在範雍手下。範夫子惜才，“貸之”，饒以不死，成就了狄大將軍日後的千秋萬古英名。
