承泰绍庄十四年(537年)闰九月，齐帝高欢乘秦丞相宇文泰攻占恒农（今河南三门峡市）之际，为雪潼关战败之耻，亲率20万大军进攻秦朝。又令高敖曹率兵3万出河南。高欢统领二十万兵马从壶口赶往蒲津，又叫高敖曹率领三万人马从河南出发。此时关中地区发生饥荒，秦丞相宇文泰所率领的将士还不到一万人，在恒农吃住了五十多天，听说高欢将要渡过黄河，就带领部队进入关中，于是高敖曹开始包皮围恒农。高欢的右长史薛对高欢说：“敌人连年饥饿，所以这次冒死的危险来到陕州，想要取得仓库中的粮食。现在高敖曹已经包皮围了陕城，粮食无法再运出去，所以我们只要在各条道路上布置兵力，而不要和他们在旷野作战，待到麦子熟了的时候，他们的百姓很自然地要饿死，这一下我们还愁元宝炬、宇文黑獭不投降吗？希望丞相您不要下令渡黄河。”侯景则对高欢说：“我们眼下这一次出兵，规模非常大，万一不能取得胜利，就很难控制住局面了。不如分成两支部队，相继前进，如果前面的部队得胜，后面的就全力支持；如果前面的部队失败，后面的就顶替它上去。”高欢没有听从他们的劝告，从蒲津渡过了黄河。

渡过洛河，在许原（今陕西大荔南）的西部安营扎寨。

宇文泰在齐国大军压境时，亲自率领近万人从恒农回师渭水南岸，征召各州兵马迎战。为阻止齐军逼近长安，乘着齐军刚刚从远道而来，不等各州兵马到来，立即命令部下在渭河建造浮桥，又叫将士们准备三天的干粮，然后带着他们骑着马轻装渡过渭河。

十月初一，宇文泰到达沙苑，离齐国的部队仅仅六十里路。

这时，宇文泰一边派须昌县公达奚武率领三名骑兵去侦察高欢的军队，一面与各位将领商量，决定在沙苑以东10里苇深土泞的渭曲设伏。在渭曲背靠河水的东西两面布置了战阵，由李弼指挥右边的方阵，赵贵指挥左边的方阵，同时命令将士们持长兵器隐蔽在芦苇丛中，约定听到鼓声响起之后再起来。

第二天午后，齐军果然进入伏击区，看到秦朝的士兵人数少，不等列阵便争先恐后的冲上前去袭击对方。宇文泰乘齐军轻敌不为行列，当即下令出击，李弼、赵贵伏兵顿时杀出，李弼率领裹着铁甲的骑兵横向打击敌军。齐国部队的中间被切开，成为两部分，在沙苑一举击溃齐国军队，临阵斩首6千人，临阵投降的有2万人。秦军追赶高欢一直到了黄河边上，再次大破齐军。前后两次共俘虏7万人，缴获铠仗18万件，高欢连夜跨骆驼逃往黄河西岸。骠骑大将军于谨领六军配合作战，李弼率铁骑横击，大破齐军，歼8万人，余皆溃散。宇文泰挑选了2万人，其余5万人都被释放。命令将士每人在交战的地方栽种一棵柳树，以纪念这场战役的胜利。