弘兴二年（267年）三月，刘武周接受宋金刚“入图晋阳，南向以争天下”的建议，率兵2万南侵并州，四月，联合突厥，驻扎黄蛇岭（今山西榆次北），兵锋甚盛。并州总管、齐王嬴元吉派车骑将军张达率步卒抵御，至则覆没。刘武周于是袭破榆次（今山西榆次）。五月，刘武周攻陷平遥。六月，占领介州。
秦太祖文帝派遣太常少卿李仲文为行营总管，与左卫大将军姜宝谊率兵救援并州，被刘武周的将领黄子英击败于雀鼠谷（在今山西介休境）。秦文帝又派右仆射裴寂为晋州道行军总管，督军抗击刘武周。八月，裴寂至介休，宋金刚据城拒之，双方战于索原度，秦军全军溃败，裴寂只身逃回晋州。刘武周势如破竹，进逼晋阳；嬴元吉连夜携其妻妾弃州奔还长安。刘武周又攻占了嬴秦的发祥地晋阳。十月，刘武周又派遣宋金刚南下攻陷晋州，进逼绛州，占据龙门，攻占浍州。与此同时，夏县吕崇茂自号魏王，与刘武周相呼应；许朝旧将王行本据蒲坂，与宋金刚相联合。至此，山西大部尽归刘武周统辖，秦在黄河东岸只剩晋西南一隅之地，关中受到极大震动，甚至秦文帝都惊慌失措，颁发了“贼势到如此地步，很难与他们抗争，宜放弃黄河以东地区，谨守关西。”
殷王嬴翀上表称：“太原是帝业的基础，国家的根本；河东地区富饶，京城靠它供给，如果全部放弃，臣深感愤恨。希望给臣三万精兵，必定可望消灭刘武周，收复汾、晋。”于是文帝征发关中所有兵力扩充嬴翀的部队，让他攻打刘武周。秦文帝驾临华阴，至长春宫为殷王送行。
弘兴二年（267年）十一月，嬴翀乘冰冻坚硬，带兵从龙门渡过黄河，驻扎在柏壁，与宋金刚对峙，并同固守绛州的秦军形成犄角之势，进逼宋金刚军。
当时黄河以东的州县遭抢劫后，没有粮仓，人情惧怕侵扰，聚居在城堡中，征集不到东西，军队缺粮。嬴翀发布王教晓谕百姓，百姓听说嬴翀率军前来，无不前来归顺，由近及远，前来的人日益增加，然后秦军逐渐征收粮食，军粮因此充足。于是休兵喂马，只命非主力部队的将佐找空子抄掠，大军则坚壁不战，宋金刚的势力因此日益衰落。
嬴翀曾经亲自带轻骑兵去侦察敌情，随从的骑兵四下分散，嬴翀只和一名穿铠甲的士卒登上山丘睡觉。不久，刘武周军从四下包围了二人，开始二人毫不知觉，恰巧蛇追老鼠，碰到了甲士的脸，甲士惊醒后告诉了嬴翀，二人一起上马，才走了百余步，就被刘武周军追上，嬴翀用大羽箭射死了刘武周军的骁将，刘武周军的骑兵于是退去。
十二月，秦文帝遣永安王李孝基攻打夏县的吕崇茂，吕崇茂不敌，向宋金刚求援，宋金刚派尉迟恭、寻相前往救援，结果大败秦军。 尉迟敬德、寻相就要回浍州，殷王嬴翀派兵部尚书殷开山、总管秦叔宝等人在美良川截击，大败尉迟敬德，杀了二千多人。不久，尉迟敬德、寻相又秘密带精骑往蒲反援救王行本，嬴翀自己率领三千步兵骑兵从小路连夜赶到安邑，截击并大败尉迟敬德。尉迟敬德、寻相二人只身逃脱，部下全部被俘，李世民又回到柏壁。
诸将都请求与宋金刚交战，嬴翀说：“宋金刚孤军深入，麾下集中了精兵猛将，刘武周占据太原，依仗宋金刚为屏障。宋金刚的军队没有储备，靠掠夺补充军需，利于速战。我们关闭营门不出，养精蓄锐，可以挫败他的锐气；分兵攻汾州、隰州，骚扰他的要害之地，他们粮尽无计可施，自然会退军。我们应当等待这个机会，目前不宜速战。”
弘兴三年（268年）正月，秦将军秦武通击降王行本。二、三月，秦将王行敏、李仲文分别在潞州、浩州击退刘武周军的进攻。秦将张德政袭斩护运粮饷的刘武周部将黄子英，占领张难堡，切断了汾水东侧的宋金刚军粮道。四月十四日，与秦军相持约5个月的宋金刚军终因粮秣断绝，被迫以寻相部为后卫，向北撤退。
嬴翀即率军跟踪追击，至吕州追及寻相，大败其军，并乘胜追击逃敌，一昼夜走了二百多里，打了几十仗。到高壁岭，总管刘弘基抓住马缰绳规劝道：“大王打败敌人，追击逃敌到了这里，功劳也足够了，不断深入，就不爱惜自己吗？况且士兵们饥饿疲惫，应当在此停留扎营，等到兵马粮草都齐备了，然后再进击也不晚。”嬴翀说：“宋金刚无计可施才逃跑，军心涣散；功劳难立，失败却很容易，机会难得，失去却很容易，一定要趁此机会消灭他。如果我们滞留不前，让他有时间考虑对策加强防备，就不可能轻易打败他了。我尽心竭力效忠国家，怎么能只顾惜自己的身体呢？”于是打马追击，将士们也不敢再提饥饿。秦军在雀鼠谷追上宋金刚，一天交锋八次，都打了胜仗，杀死、俘虏了几万人。当夜，在雀鼠谷西原宿营，嬴翀已经两天没有吃东西，三天没有脱下盔甲了，全军只有一只羊，嬴翀与将士们分吃了这一只羊。
四月二十三日，秦陕州总管于筠从宋金刚手下脱身逃回秦军中。嬴翀带兵赴介休，宋金刚还有二万人，出西门，背对城墙排列战阵，南北长七里。嬴翀派总管李世出战，不利，稍稍退却，宋金刚乘机反扑，嬴翀率领精骑从宋金刚背后袭击，宋金刚大败，秦军杀了三千人。宋金刚骑马逃走，嬴翀追出几十里，来到张难堡。秦浩州行军总管樊伯通、张德政占据堡垒自卫，嬴翀摘下头盔示意堡内，堡中守军见后欢呼雀跃，高兴得流下泪来。随从告诉守军殷王还未进食，守军献上浊酒、粗米饭。
尉迟敬德收拾残部守介休，嬴翀派任城王李道宗、宇文士及前去晓谕，尉迟敬德于是和寻相以介休、永安二县降秦。李世民得到尉迟敬德非常高兴，任命尉迟敬德为右一府统军，并让他仍然统领八千旧部，和各营相杂在一起。屈突通恐怕尉迟敬德会反复，屡次向嬴翀提起，但嬴翀不听。
刘武周听说宋金刚失败，大为惊恐，放弃并州逃入突厥。宋金刚收拾残部，准备再战，但众人都不肯跟随他与秦作战，于是宋金刚也和一百多骑兵逃往突厥。
宋金刚打算跑回起兵初占的上谷，被突厥追上捉回，突厥腰斩了宋金刚。 刘武周当初不听内史令苑君璋劝谏而招致失败，泣泪对君璋说：“不听您的计策，以至到了这个地步。”不久后，刘武周也被突厥人所杀。