北魏的这次南征，其目的并不是消灭宋国。北方的柔然国正值第四任可汗大檀在位，大檀自号“牟汗纥升盖可汗”（鲜卑语“制胜”的意思），野心很大，时刻想着入侵北魏。拓跋嗣曾在神瑞元年（公元414年）给过他一次教训，但由于天降大雪而无法继续北上追击，未能消灭柔然主力。为了提防身后的强敌柔然，拓跋嗣不想把战线拉得太长，他的如意算盘是尽收淮北之地，与南朝划淮而治。
宋国则是另一番景象。新登基的小皇帝刘义符年仅十七岁，对皇帝的责任和义务还没形成一套明晰的概念呢（相比之下北方的储君拓跋焘则是十五岁就开始重点培养，后来十六岁登基并成为一代英主，在这方面我们不得不承认游牧民族的孩子就是早熟早慧，而且在朝气上要远甚于南朝的那些帝胄王孙）。喜欢玩就罢了，他在居父丧期间也不懂礼节，宫外是打仗还是闹事他一概不关心，只对皇家的御花园感兴趣，身边尽是些阿谀奉承的小太监，这朝政可怎么搞得好。幸亏有刘裕留下的四位旧臣主管各项大事，才不至于混乱，然而君臣之间已经出现了隔阂。
宋国沿河的四个据点从东到西依次是碻磝（今山东茌平西南）、滑台、虎牢和洛阳。北魏发兵之际，内部有两种战略上的意见。一种意见认为应该先攻城，另一种认为应该先略地。以奚斤为首的武将都觉得先把城攻下来，才能逐步控制河南之地。崔浩则不以为然，他说：“南人长于守城。当初苻坚攻打襄阳，花了一年都没打下来。如今我们大兵压境，攻打小城镇，如若受阻，则会大挫军威；要是敌人在这时增派援军，则敌锐我乏，那可就危险了。我看不如分兵略地，一直攻到淮水以北，在各地列置小的守臣，征敛租粮，如此一来，洛阳、滑台、虎牢就都在我军的北面，再难得到南面的救兵。他们必然会沿着黄河向东撤退，否则就成我们的囊中之物了，还怕攻不下来么？”这一策略是相当正确的，北朝人的强项是骑兵，由骑兵来攻城，是舍长就短，正中步兵为主的南朝人下怀；黄、淮一带地形以平原为主，乃是骑兵发挥作用的场所，先以骑兵将宋军分割包围在孤城中，再用步兵慢慢消化，这才是最高效的作战方式。可惜大多数鲜卑将领都不听崔浩这一套，拓跋嗣还是决定先攻宋国的城池。
宋军在虎牢屯有重兵，由司州刺史毛德祖把守，东面的滑台驻守着东郡太守王景度，兵力较少。北魏都督奚斤率领两万步骑兵渡过黄河后，就在滑台东面安营扎寨。滑台形势吃紧，王景度赶忙向毛德祖告急，毛德祖立即派出三千步骑兵增援滑台。
奚斤强攻滑台，果如崔浩所言，打不下来，无奈之下向拓跋嗣要求增兵。拓跋嗣大怒，心说：“我给你两万人马，竟然打不下区区几千宋兵防御的小城。”他把太子拓跋焘留在塞上，防备柔然，亲自带了五万多兵马出天关，翻过恒岭，声援奚斤。
受了刺激的奚斤只得全力猛功滑台，毕竟人多势众，魏军花了九牛二虎之力把这个小城给拿了下来，王景度无奈出逃。奚斤乘胜攻下滑台和虎牢之间的小镇土楼，进逼虎牢。毛德祖守城颇有心得，魏军屡战屡败。
拓跋嗣见虎牢一时半会儿拿不下来，又派了猛将于栗磾以三千骑兵屯于河阳（今河南孟县西北），攻打河南面的金墉和洛阳。于栗磾在拓跋珪称帝时就已是北魏赫赫有名的将军，此人好使一杆黑矛，武艺超群，在马上可以左右开弓，有万夫不当之勇。刘裕北伐后秦时，对驻扎在黄河边上的于栗磾又敬又惮，亲自写了书信向北魏借道，不敢直呼其名，抬头写的是“黑矛公麾下”。拓跋嗣得知这个消息后，十分赞许，便封他作“黑矛将军”。
于栗磾是个擅长打硬仗的人。洛阳虽是晋朝旧都，却因连年战乱，百姓失所，残破不堪。宋国守将、河南太守王涓之只能驻守在西北面的金墉城。这里是宋国河防锁链上最西面的一个堡垒，离统治中心远，得不到有力的支援，相对薄弱。毛德祖勉强派部将窦晃带上一些军队沿着黄河南岸阻挡魏军，如何抵挡得住，于栗磾大兵一渡河，就把窦晃等人冲得落花流水；再往南一攻，王涓之便弃城逃跑，北魏迅速占领了洛阳。
这样，黄河南岸的四大据点宋国已经丢了两个，西线的虎牢岌岌可危，东线的防御也暴露在魏军面前。拓跋嗣派娥清、闾大肥会同周几、叔孙建等人率各部从下游渡过黄河，进攻碻磝，宋兖州刺史徐琰不战而逃，魏军长驱直入，泰山、高平（今山东邹城一带）等地相继陷落。叔孙建继而向东进入青州，攻克临淄（今山东淄博东北）等地。宋国在青州的治所是东阳城（今山东青州），青州刺史竺夔一面安排民众转入山林，坚壁清野，一面向朝廷发出告急文书。
宋国的大将檀道济此时身兼征讨诸军事，驻扎在南兖州（今江苏长江北岸一带），另一员大将、徐州刺史王仲德则屯兵湖陆（今山东鱼台东南）。形势不妙，檀道济只好亲率大军，与王仲德共赴东线战场。西线的战事混乱，驻扎在寿阳（今安徽寿县）的庐陵王刘义真让自己的将军沈叔狸带着三千人与豫州刺史刘粹会合，相机而动。
北魏的将军奚斤和公孙表在西面强攻虎牢，战事十分激烈。拓跋嗣这时候已经移驾邺城，也觉得虎牢是取得西线胜利的关键，便派出兵力前去支援。毛德祖见敌强我弱，就下令从城内挖出六条深七丈的地道，一直通到魏军包围圈的外面，然后从兵将中募集了四百名敢死队员，由参军范道基率领，沿地道冲杀出去，突袭魏军的身后。魏军猝不及防，四散溃退，一下子被宋军斩首数百，并烧毁了许多攻城的器具。毛德祖的奇计小有收获，然而魏军毕竟有数万之多，死了几百个其实影响并不大，很快就如驱散的苍蝇一般聚集回来。
奚斤担心日久天长，虎牢若得到南面的支援，就不好办了，于是自率三千步骑兵，绕过虎牢，一举攻下东南面的许昌，断绝了毛德祖的退路。这边毛德祖见魏军自行分兵，认为有机可乘，便主动出击，与城外的公孙表展开大战。两军从早杀到晚，互有死伤，这时奚斤的骑兵正好从许昌赶回，与公孙表合击毛德祖，杀伤数千人。此战过后，毛德祖彻底放弃了主动进攻的念头，退回城内死守，另想别的计策。
他还真的想到一条妙计：原来毛德祖是北方人，与魏将公孙表有旧交。他乘作战间隙，与公孙表通信，交谈朋友情谊，信上面又故意涂改多处；另一面呢，他又秘密派间谍潜入魏营中，向奚斤揭发公孙表与宋军有密谋。公孙表倒是不念私情，老老实实地将毛德祖的信交付奚斤，本来是想表明自己清白之身的，却不曾想奚斤已经戴了有色眼镜，那些涂改的地方成了一个个疑点。奚斤让手下带上书信，将消息呈报拓跋嗣。
拓跋嗣本来就看公孙表不爽，身边的太史令王亮又恰好与公孙表有怨，一个劲地说公孙表置军不当，以致虎牢久久不下。拓跋嗣认定公孙表里通外国，派人夜入公孙表帐中，将其缢死。（毛德祖此计，与当年曹操离间马超、韩遂的计策一样，不过计策虽然达到了除掉公孙表的目的，但由于拓跋嗣的处置方式秘密得当，没有使魏军内部出现分裂，毛德祖未免要失望了）
北魏不断向虎牢方向增兵，而东线青州那边也是兵力强大，志在必得。叔孙建以三万骑兵包围了东阳城，城里面才只有区区一千五百人。竺夔是个很有能力的官员，他在增修防御工事之余，屡出奇兵击败魏军，并且同样通过挖地道的方法奇袭，破坏了一大批魏军的攻城车。可是魏军优势太大，日夜狂攻，东阳北城的城墙被毁坏多处，城内士兵也越打越少，眼看整座城就要陷落，终于探马来报：檀道济的援兵快到了！
檀道济的军队走到彭城时，人数并不多，面对虎牢、东阳两城都告急的形势，他只能救助一边，两权相侵，最后决定带轻兵火速前往路近兵弱的东阳城。（对不起了，毛将军……）
东阳城下的叔孙建，面对千人防御的一座城，竟从头一年的冬天一直打到了第二年（公元423年）的夏天。天气渐渐转热，魏军多是来自塞上的鲜卑骑兵，哪里见过这样的天气，军中开始流传瘟疫，无法控制。叔孙建听说宋军后援将到，一咬牙下令放弃进攻，烧了营帐器具退往滑台。檀道济抵达东阳，粮食刚好吃完，无法追击，但不管怎么说，东阳城算是保住了。
虎牢方面就没那么幸运了，毛德祖虽然十分顽强，一次次击退攻城的魏军，但从四面八方集结过来的魏军实在太多了，城内的物资也开始匮乏。宋军在城内悬挂绳索，到黄河中取水。拓跋嗣知道后，料想宋军缺水，便下令将船舰在黄河边上排成一排，阻止敌人从黄河的水源。这样一来，城内的守兵就只能靠地下水过活了。魏军还没完，又挖掘地道，泄放城里的地下水，可谓狠到极点。
叔孙建到达滑台后，又继续西进，与奚斤共攻虎牢。至此虎牢被围两百多天，无日不战，宋兵战死殆尽，而魏兵越打越多。外城被魏兵攻破后，毛德祖在城内重筑了三道城墙，魏军又攻破两道，只剩下一道城墙。毛德祖誓与虎牢城共存亡，对外昼夜抵抗，对内抚恤将士。士兵们条件艰苦，很多人都病倒了，身体还行的士兵由于晚上不能睡觉，眼睛干燥，用手一擦，就生创了，却始终没有人想要逃跑或投降。
毛德祖一个北方人苦苦支撑，南面的南方人却不知道在干嘛。驻守项城的刘粹是离虎牢最近的一支军队，却害怕魏兵强盛，不敢进攻。沈叔狸、檀道济等军更远，也只守城，不往虎牢挪一步。
弹尽粮绝的虎牢城，终于在景平元年（公元423年）的四月被北魏大军攻陷。毛德祖被俘，为北魏所杀。只有范道基带着两百多人突围成功，回到南方。宋国的司、兖、豫等州基本上落入北魏之手，唯一的“胜果”是保住了青州。魏国以强攻的方式拿下了黄河南岸的三座重镇（严格而言，只有虎牢一处是大仗），但也因战争和瘟疫损失了三成的兵力。一场大战，双方都没能笑到最后。
设若在出兵时，拓跋嗣听从崔浩的建议，历史又会怎样改写呢？