魏孝武帝果然是才出虎穴，又入狼口。史载孝武帝闺门无礼，有堂妹三人皆不令出嫁，名义上封为公主，实际上在宫中充当嫔妃。其中一个平原公主元明月最受他宠爱。宇文泰怂勇西魏元姓诸王把平原公主从孝武帝身边抢出来杀掉，以消乱伦之丑。
孝武帝恨恨不平，美人被夺，悲愤可知，他不时在宫内弯弓搭箭，或以刀砍击桌案，宣泄不平，言语之间也掩饰不住对宇文泰的恨意。宇文泰在皇帝身边耳目甚多，闻此也做事干脆，派人把毒药放进孝武帝的酒里，毒死了这位很有主见的皇帝，时年二十五岁。随之，他立平原公主的亲哥哥元宝炬为帝。
宇文泰，字黑獭，是鲜卑化的匈奴人。其父宇文肱最早是六镇叛军中鲜于修礼的将领。其父战死唐河后，宇文泰又加入葛荣军。尔朱荣击灭葛荣后，喜欢他的骁勇善战，授他为统军一职。高欢灭尔朱氏后，他受贺拔岳之托去并州查看虚实，高欢见他身长八尺，垂手过膝，相貌非凡，想留下他为自己效力。宇文泰固请返军复命，高欢犹豫中允许他回去。过后马上反悔，想杀掉宇文泰以绝后患，追至关口也未赶上，正如项羽不杀刘邦、曹操放走刘备、桓玄容纳刘裕，最终养虎贻患。宇文泰之后最终灭掉了高欢之后。
高欢换掉皇帝后，又觉洛阳西近西魏，南近梁国，就决定迁都邺城。命令下达后，三日即行，四十万户民众狼狈就道。又任命司马子如为尚书左仆射（此人就是尔朱荣被杀后不顾妻子随尔朱荣一家逃跑的那位流氓文人。他当时还劝尔朱世隆反攻洛阳，魏孝武帝之死，究其根由，实赖其成），高隆之为右仆射，高岳为侍中，孙滕留守邺城，共执朝政。
536年，高欢率大军造三座浮桥，在蒲坂准备抢渡黄河。第一次东西魏大战——小关之战拉开序幕。
宇文泰确实是兵中奇才，他对诸将说：“高欢三面围住我军，搭建浮桥表示他要过河进击，实际上是想吸引我军的注意力，使窦泰从西进军两面夹攻我们。窦泰是高欢的一员骁将，屡战屡败，将士必起骄心，我们发奇兵先击窦泰，高欢则不战而胜。”诸位将领都不以为然，认为高欢近在眼前，不战不防反而掉头击窦泰，万一出了差错会全军覆没。
宇文泰的族侄宇文深与他意见相同，认为如果在蒲坂迎击高欢军，窦泰肯定乘机从反面扑来，双方夹击下一定会失败。他建议选精锐兵骑直出小关（在潼关之左），窦泰性急必来赴战，而高欢行事谨慎，肯定观望，战胜窦泰后再回击高欢，敌军可破。
果然，西魏军突至小关，窦泰猝不及防，引兵赴阵，宇文泰从马牧泽中杀出，大破窦泰，东魏兵死伤殆尽，窦泰自杀。
由于黄河冰薄，人兵辎重无法过去，高欢只能撤毁浮桥回军。西魏军从后追击，高欢殿后的大将薛孤延一战之中砍坏十五把钢刀，战事异常惨烈，最终才保得高欢一行人逃脱。双方第一次交手，以高欢失败告终。
高欢另一路人马高敖曹进军顺利，从商山出发所向无前，在他率兵猛攻上洛时，被流矢射中，遍体鳞伤，其中三处是贯穿伤，死而复苏。为安慰军心，他马上跳起来骑马免胄巡城，大大鼓舞了士气，攻陷上洛城。城克之后，他躺在帐篷中疗伤，感觉自己要死掉，叹息道：“遗憾的是不见弟弟高季式当刺史。”高欢闻言，马上任命高季式为并州刺史。
高敖曹是死于孝武帝和高欢两个人权谋的高乾的三弟，名昂，以其字敖曹知名于当世。此人龙眉豹须，姿体雄异，自少年时代起就桀骜不驯，招聚剑客四出劫掠。《太平广记》中载有其诗三首，其中《征行诗》：“龙种千口羊，泉连百壶酒。朝朝围山猎，夜夜迎新妇。”可以想见他年青时放荡不羁的生活。尔朱荣恶其英武，一度把他诱捕关在洛阳。孝庄帝杀掉尔朱荣后，知道高氏兄弟英豪，于黄河边亲自送他们还乡招集部曲。高敖曹意气慷慨，临行舞剑，以示效死之心。
孝庄帝被害后，他投奔高欢，大破尔朱氏。后来孝武帝杀掉他哥哥高乾，又派人杀他，他率十余骑奔赴晋阳归高欢。高欢引以为大将，南征北讨，立功很多。小关之战后，高敖曹全军而还，被授为军司大都督，统七十六都督。
当时，高欢属下以鲜卑将领为主，都轻蔑汉人，唯独惧怕高敖曹。高欢在号令手下大将时，常常用鲜卑语发号施令，但只要有高敖曹在侧，他一定改用汉语讲话。鲜卑将领刘贵与高敖曹不和，有一次两个人同在一处议事，下面有人家报告治河役夫好多人淹死，刘贵故意说：“性命只值一文钱的汉人，随他们死！”高敖曹闻言大怒，拔刀就砍刘贵。刘贵奔逃还营，高敖曹随之鸣鼓召集属下，勒兵欲攻，最后经别人劝了好久才罢手。又有一次高敖曹与北豫州刺史郑俨祖玩握槊游戏（一种棋类），刘贵派手下召郑俨祖商议军事。高敖曹不让郑俨祖走，并派兵把刘贵的使者用木枷夹住站在一旁呆着。刘贵的鲜卑偏将恃势骄横惯了，在旁跳脚喊：“枷则易，脱则难。”高敖曹闻言，从随从手中抽出一刀，往此人脖子上猛劲一抹，说：“又有何难！”人头落地。刘贵闻知后也不敢过来理论。还有一次高敖曹去大丞相府拜见高欢，门口护卫不让他进去，他兜转马头，弯弓搭箭，回手射杀门卒。高欢闻知后也不怪罪……由此可见，高敖曹在高欢心目中的位置是何其重要！
高欢深知属下鲜卑士兵与汉人之间的矛盾。他左右逢源，对鲜卑人讲：“汉人是你们的奴仆，男人为你们耕作，女人为你们织衣，上交粟帛赋税让你们温饱无忧，为什么还要欺凌他们呢？”又对统下汉人讲：“鲜卑人是你们雇佣的兵客，得到你们一些衣物吃食，为你们防盗击贼，能保你们安宁度日，干吗那么恨他们呢？”
对于迂腐不知变通的汉族大臣，他也想方设法予以说服。一次高欢要出门打仗，一名叫杜弼的大臣请求高欢出征前先消除内贼。高欢问内贼是什么人。杜弼说是那些掠夺百姓的鲜卑贵族。高欢没有立刻予以作答。他下令营中军士都搭弓上箭，高举大刀，握鞘向前，夹道层层而立，接着命令杜弼在行列中来回走动一次。杜弼是个书生，哪里见过这种阵势，吓得浑身哆嗦，冷汗直流。
见此，高欢对杜弼说：“虽然搭箭不射，持矟不刺，举刀不砍，你都被吓得失魂落魄。诸位勋贵将领在战场上冲锋陷阵，百死一生，虽然有人或许有贪污冒抢的行为，但与他们平时的战功相比，怎能相提并论？”杜弼跪地顿首，为自己冒失的举谏表示道歉。一举两得，既堵住了谏官的嘴，又收买了鲜卑军士的心。
537年，高欢自己带兵二十万自壶口出发赶往蒲津。第二次东西魏大战（河苑之战）开始。
宇文泰由于关中旱灾大饥，带着不到一万的军马在恒农谷仓休整了五十多天，好容易才让饿得几乎皮包骨的军士歇缓过来。听说高欢渡河来战，赶忙入关准备。
高敖曹带三万兵马把恒农团团围住。高欢的参谋劝说道：“西魏贼兵连年饥荒，所以冒险到陕州来抢仓粟粮食，现在高敖曹已经围住恒农粮仓，粮食运不出去。我们最好分兵诸道，不与敌兵接战，等到麦秋时分，敌方军民饿死大半，宇文泰不死也得投降。所以我们最好别渡黄河。”
大将侯景也劝告，“我军几十万士兵一举前来，万一不胜，一时难以集结兵马。不如把大军一分为二，相继而进。前军若胜，后军全力攻上；前军若败，后军可以接应，到时作为后备队出击迎敌。”
高欢对这两条意见都没有听进去，自蒲津渡过黄河前进。
宇文泰到了渭水南岸，征召的诸州兵马都没有到位。他手下诸将以为众寡悬殊，建议待高欢军队再往西行后才出兵相会。
宇文泰坚持不可，“高欢如果到了长安，肯定人情民心全都会降服于他。现在趁他远来新到，正好一举可以击破。”于是造浮桥渡渭河，令军士精装带三天粮食，距高欢军六十里屯军。又派手下将领达奚武带三个骑兵化装成东魏军士，傍晚混入高欢营内侦知军中口令，昂首扬鞭，假装成督察官，各个军营都转了一圈，看见有衣冠不整或不遵法纪的高欢兵士，还上前举鞭乱打一顿，转了个通宵，查明高欢军中一切部署后才返回营中复命。
高欢得知宇文泰兵到，引兵会敌。
宇文泰手下李弼认为敌众我寡，不能平地置阵，可在十里以外渭曲长满芦苇的沼泽地埋伏。宇文泰觉得此计可行，命令军士都偃旗息鼓，埋伏在芦苇丛中，听见鼓声就一齐冲出。
高欢部下都督斛律羌举劝说：“宇文泰只想决一死战，就像个疯狗一样，豁上命也要咬人。渭曲芦苇茂密，泥泞不堪，士兵交战用不上全力，不如与其相持，再暗中派精兵掩袭长安，端掉敌军的老窝，如此则宇文泰必可生擒。”
高欢听说渭曲芦苇丛生，灵机一动，“放把大火把敌军烧死，怎么样？”
一向精明的侯景这时出了个馊主意，认为，“应该生擒宇文泰宣示百姓，如果他被烧成焦炭，谁会相信我们真的大胜呢？”
躇踌之间，高欢大将彭乐盛气请战，大声嚷嚷道：“我们人多势众，百人擒一，还怕不打胜仗吗？”于是高欢下令进击。
东魏兵望见西魏兵寥寥无几，个个贪功冒进，应有的战阵散不成形。两军相交之际，宇文泰亲自擂响鼓号，埋伏于芦苇丛中的兵士奋身挺兵而起，李弼又率一支铁甲骑兵从侧面突出横击，东魏军队被截成两段，军卒大恐。
李弼的弟弟李标是个小个子，奋勇异常，每次跃马陷阵时都隐伏于马背上左劈右砍，东魏兵只要看见他那匹好像是“无人驾驶”的马匹就惊呼“避开这个小个子”。宇文泰远处望见，对左右叹道：“胆略如此，何必八尺之躯！”
征虏将军耿贵也是武艺绝伦，每次入阵一圈身上的铠甲袍裳全被敌人鲜血染得透红。宇文泰说：“观其甲裳，就知杀了不少敌人，何必数首级论功呢？”
高欢的将领也不是草包。大将彭乐深入西魏阵中，被数根长予刺得肠子都流出来，他用手把肠子填回腹内又抡枪再战。
看见队伍散乱，高欢想先收兵集结后再出击。点名官过了一会回来，禀告说：“众营皆空，兵士死散，没人应答。”高欢不甘心，还在犹豫。大将斛律金劝说：“众心离散，不可复用，我们应该立即奔往黄河以东。”
高欢据鞍叹息不动，斛律金以鞭击打战马，一行人逃走，到了河边差点没找到船，狼狈渡河。
此战下来，高欢丧甲士八万人，丢弃铠仗十八万。高敖曹闻听败闻，也从桓农撤围，退保洛阳。西魏宇文泰经此一胜，兵精粮足，皆大欢喜。
隔年，即538年，高欢大将侯景从宇文泰手中重新夺回洛阳金墉城，烧毁洛阳大量民居官寺。
宇文泰已带着西魏文帝元宝炬回洛阳祭扫魏朝先帝陵庙，闻讯后率军驰援，临阵斩杀高欢大将莫多娄贷文。侯景连夜突围，宇文泰追击。
侯景摆大阵，北据河桥，南依邙山，与宇文泰大军交战。混战之中，宇文泰战马中流矢惊逸，把宇文泰甩在地上。东魏大军追围上来，左右皆散走。都督李穆下马，用马鞭击打狼狈趴在地上的宇文泰，假装叫骂：“你这个糊涂兵，你们王爷跑到哪里去了，怎么自己留在这里？”追围的东魏兵翻蹄亮掌，听李穆的口气认定宇文泰不是什么贵人达官，都扭头散去追杀更值钱的目标。李穆扶宇文泰上马，双双逃去。
由于此时西魏后军大至，军势复振，遂掉头迎击侯景军，景军败北而去。
高敖曹心气高傲，一直看不起宇文泰，命左右大将持写有官名将名的旌旗和显示贵重的伞盖，跨马临阵。西魏军调动最精锐的军队围攻高敖曹，致使其全军尽没，大英雄最后单骑跑往河阳南城。恰巧守将是高欢的一个堂叔高永乐，素与高敖曹有过结，关闭城门不让高敖曹进城。
大英雄此刻龙卧浅滩，仰呼城上求绳，没人应答；他又拔刀猛砍城门，想劈出个洞来逃入城中。城门坚厚，砍了许久也砍不开。西魏大队追兵赶到，高敖曹知道性命不保，转身昂头迎前，奋声大叫：“来！与汝开国公！”（意思是来人斩其头，西魏肯定是会以开国公的重衔封赏。）斩去高敖曹头颅的兵士回到西魏后，获赏绢万段，每年按量发给，直至宇文泰创立的周朝灭亡，赏绢还没有给完。
高欢得知高敖曹死讯，如丧肝胆，把高永乐打了二百军棍，追赠高敖曹为太师、大司马、太尉。
此次河桥大战，两魏军阵极大，首尾悬远，从早到晚，交战数十回合，气雾四塞，形势万变，团团相杀，谁也不知道谁胜谁负。西魏狐独信、赵贵等人交战不利，混乱中又不知宇文泰和西魏文帝的消息，都弃军先归。其他将领见状，也都和他们一起逃走，知此情形，宇文泰也烧营遁走。
文人出身的王思政下马，手持长予左刺右刺，一刺就击倒数人。由于陷阵太深，从者皆死，他自己也因重创昏绝，由于天黑敌军收兵，才未被砍头。王思政每次打仗时都穿破衣烂甲，敌军不知他的将帅身份，所以首级未被割去。不久，他的下属在尸体堆中找到他，扶他上马回营。
平东将军蔡佑下马步战，左右劝他乘马以便逃跑，他大怒道：“宇文泰丞相爱我如子，今天怎么能怕死呢？”带领十几个士兵齐声大呼，进击东魏兵，杀伤甚众。东魏兵把他团团包围十余重，又惧其勇武都不敢近前。蔡佑弯弓持满，四面转指箭锋。东魏兵找出一个身着厚甲手拿长刀的兵士直冲蔡佑，距三十步之远，左右劝蔡佑发箭。蔡佑说：“我们的性命，全都在此一箭，岂能虚发！”敌兵冲到十步远的距离，蔡佑一箭把来人射杀。包围他们的东魏兵见此情形顿时忽喇喇散开，杜佑最终得与左右还营。
河桥一战，双方基本打平，只是高欢痛失汉族大将高敖曹，损失不可谓不大。
公元543年，两魏第四次大战（邙山大战）揭开序幕。
此次战争的导火索是由于高敖曹的哥哥高仲密以北豫州投降西魏引起。而更深入的原因，则是由于高欢的儿子高澄贪色引发。
高澄十四岁时就因与其父的宠妾郑大车通奸，差点被高欢杀掉，经司马子如从中周旋，杀掉首告的奴婢灭口，父子才重新和好。后来，高澄又看中了高仲密美丽的妻子李氏，一见面就扑上去乱扯衣带想要强奸。李氏不从，衣带尽裂，脱身后向高仲密哭诉。恰值高仲密即将外放为北豫州刺史，惊惧气恼之下，一到任上就向西魏投降，这样一来，东魏的战略要地虎牢关落入西魏之手。
宇文泰亲率诸军接应高仲密，军至洛阳，包围河桥南城。高欢也亲自将兵十万，自黄河北岸渡河，据邙山为阵，数日不战。
宇文泰尽留辎重，趁夜登邙山想突袭高欢。侦察骑兵火速通知高欢，说西魏军只携兵械干粮而来，已距高欢四十里。高欢勒兵，正阵待敌。黎明时分，两军相交，高欢大将彭乐以数千骑兵直冲入西魏北军，所向皆溃，一直深入西魏营内。有人奔告高欢说彭乐临阵叛逃，高欢大怒。不久，西北方向尘土飞扬，彭乐遣使告捷，俘获西魏临洮王元柬等五个王爷及督将参谋等总共四十八人。高欢鸣鼓进击，斩首三万余级。
高欢派彭乐追击宇文泰。宇文泰狼狈不堪，边跑边在马上向彭乐哀求：“这不是彭乐将军吗？今天你杀掉我，明天你还有用吗？干吗不马上还营，把我丢下的金银宝物一并取走呢？”
彭乐粗人，也觉此话有理，舍掉宇文泰，回至宇文泰丢弃的营中把一大袋金银放在马上奔回向高欢复命。看来“玩寇”、“养寇”不是唐朝将领发明，自从勾践诛文仲，刘邦杀韩信，“兔死狗烹”一直是武人最害怕的事情，以后被唐、元、明等诸多武将奉为长策，时不时就纵“匪”漏网，这样天下有事，才保武人位重权尊，更免鸟尽弓藏之祸。
彭乐马后悬着大包小包回见高欢，张着大嘴报告：“黑獭侥幸逃跑，已经吓得破胆。”高欢既高兴彭乐大胜，又极怒他放走宇文泰，命彭乐趴在地上，亲自上前抓住老爷们的大脑袋猛往地面撞，咬牙切齿良久，手中刀举了几次要当场砍下彭乐脑袋，权衡再三，未忍下手。
鼓乐满脸是血，扬头乞求高欢再给他五千人马，回阵复追宇文泰。高欢骂道：“你把人都放跑了，还说什么回阵复追。”派人取来三千匹绢压在彭乐背上用以赏其战胜之功。
转天，东西魏两军重整旗鼓复战。
宇文泰三军合击东魏军，战无常势，高欢大败，步兵全被俘虏。一时间高欢连坐骑也被射死，手下赫连阳顺自己下马把马让给高欢，连同七个人随后保护。
追兵聚至，高欢的亲信都督尉兴庆说：“大王您赶快离开，我腰中有百箭，足以射杀百人，保护您撤走。”高欢感动地说：“如果我们都能生还，以你为怀州刺史。如果你战死，让你儿子做刺史。”尉兴庆说：“我儿子太小，希望用我哥哥做刺史。”高欢允诺。
尉兴庆一人殿后拒战，矢尽，被西魏兵乱刀砍杀。
东魏有投降的兵士为了请功，把高欢逃跑的方向向西魏报告，宇文泰招集三千敢死队，都执短兵，以大都督贺拔胜为首带军急追。乱阵之中，贺拔胜发现正在仓皇逃命的高欢，执槊与十三骑追赶上来，追了数里，好几次槊尖都几乎刺及高欢，大喊：“贺六浑（高欢字），我贺拔破胡（贺拔胜字破胡）今天一定宰了你！”
高欢力竭惊恐，几乎心脏病发作顿时死在马上。他的随从在旁边发箭，射翻西魏两骑，又毙贺拔胜坐骑。等到副马赶到，高欢已经跑得没影。贺拔胜叹道：“今天竟然忘记带弓箭，真是天意啊！”
战后，高欢回到邺城，把贺拔胜留在东魏的几个儿子全部整家杀尽。贺拔胜听说后活活气死。宇文泰听到贺拔胜死讯，流泪良久，对左右说：“诸将临敌，神色都显慌张，唯独贺拔公临阵颜色如常，真正是大勇之人啊！”
由于西魏赵贵等五个将领的手下军队败退，战场形势又发生变化。东魏兵重新集结，冲杀过来。宇文泰出击，不敌而退，率军逃跑，东魏军队追击。由于独狐信等人收集西魏散卒从后袭扰东魏追兵，宇文泰才得幸逃脱，屯军渭河上游。
高欢将兵入陕州，部下封子绘劝高欢乘胜追击，定能一统两魏。但其余将领皆无斗志，志气衰竭，不敢再战。其时宇文泰已成强弩之末，只要高欢军至，必死无疑。高欢见众将志沮，便下令还军，错过了绝佳的机会。
一直为宇文泰坚守恒农粮仓的王思政听说西魏军大败的消息，不仅不逃，反而让人大开城门，自己解衣躺在城楼上，慰勉将士，以激励士卒，表示自己的胆略。几天后东魏兵杀到城下，见城门大开，又知道王思政的名声，心中大怯，竟不战逃走。诸葛亮的“空城计”乃演义所为，王思政的“空城计”实为正史所载。
东魏军重新夺回北豫州和洛州，侯景俘获高仲密妻儿送至邺城。由于高乾、高敖曹都是高欢功臣，高仲密的弟弟高季式闻说兄长起兵的消息马上跑回自首，就没有被连坐族诛，只是杀高仲密一家长幼。
高澄打扮得漂漂亮亮，盛服去见将被处死的高仲密妻子李氏，问：“今日如何？”李氏默然，于是被高澄纳为妾侍。为一女子之故，勋臣外叛，老父几死，两魏兵人死伤数十万，高澄这一祸根当时竟无人敢于指摘。最让后人感觉荒谬的是后来的结局。高澄日后被家奴刺死，其弟高洋篡魏自立，建立齐国，后来被尊谥为齐显祖。高澄从高仲密处得来的李氏入高澄母亲娄太后宫中为女官（官名昌仪）。齐显祖高洋死后，仁弱的太子高殷继位。几位汉族大臣杨堷、郑颐等恐怕高洋的弟弟高演、高湛日后篡位，密谋派二王外出做刺史以消除威胁，并把此事向高殷的母亲李太后做汇报。李太后自认为和李昌仪是通家，就把杨堷等人的密信给她看，这位二夫之妇李昌仪倒对娄氏太皇太后忠心耿耿，马上密报给娄氏。太皇太后娄氏当然喜爱自己两个亲生儿子高演和高湛，一起密谋杀掉杨堷等汉族大臣，不久高演废侄子高殷自立（次年派人扼杀高殷）。高演仅当了两年皇帝，因打猎马惊坠地伤肋而死，传位给亲弟高湛。高湛继位后酗酒淫虐，把高澄、高洋、高演的几个皇后奸淫殆遍（都是其亲嫂），又鸩杀高澄长子河南王高孝瑜，把高澄的三子高孝琬折断大腿杀死。待日后高湛的儿子高纬即位，又毒杀高澄第四子兰陵王高长恭。而且齐国灭亡就亡在这位齐后主手里。究其本由，如果高澄不抢夺高仲密之妻李氏，此人就不可能在太皇太后娄氏处当女官。高洋的太子高殷自幼由汉族大臣和宿儒辅导，虽不失懦弱，但确为仁德之主，凭借父祖之力和北齐将士之强，说不定能一统北方。而高澄从高仲密处抢来的李氏一泄密，造成几位汉族大臣横死，仁德的小皇帝被废杀，高湛、高纬皆凶残荒唐，最终造成齐国倾覆。这种历史真实的报应与埋伏，恰似小说中的伏笔，其实上好的小说家也难以虚构出这样离奇的情节。
三年后，即公元546年，东西魏第五次大战——玉壁之战爆发。
当年十月，年过五旬的高欢又率大军十万围攻西魏位于汾河下游的重要据点玉壁（今山西稷县）。西魏守将韦孝宽守城。
玉壁城中，兵士不过数千。高欢十万大军，昼夜攻城，一刻不停。韦孝宽目不交睫，指挥拒战。西魏守军从汾河汲水供城内人马饮用，高欢派人改掘河道，一夕而成。他又在城南堆起土山，想凭高冲下入城。
韦孝宽在原先城楼上的两个高亭之间绑缚木柱，一直使木桥高于土山，投石掷火，使东魏兵不能近城。
高欢派人对韦孝宽叫喊：“即使你韦孝宽搭楼上与天齐，我也会穿地入城取你人头！”高欢军士果然从地下挖掘地道，想从城根上挖穿涌入城中。
韦孝宽在城周挖出一条大沟，高欢兵只要从地道尽头跌入长沟，马上派人就地擒杀。他还在长沟内堆满木柴，只要有地道通口暴露，就派人往洞口填塞柴草，放入火把之后，以气排往地道内鼓气，洞中东魏兵顿时烧焦成为烂骨。
高欢又用前面安有巨木尖铁的攻车撞城，由于攻车极重极尖，撞上什么马上随声摧垮。韦孝宽缝制无数大布为巨幔，士兵搭吊两端，随攻车方向而转移，由于大幔悬空，攻车以硬碰柔，撞物之前力量已经被消解一空。
此计不行，东魏兵又把松薪麻骨绑在长竿上，浸满油烧着，想烧掉大幔同时焚着城门。韦孝宽又作利刃缚在长竿上，砍断对方的长竿。
无计可施之下，高欢派人在城四周穿地道二十条，中间施以梁柱，再以猛火燃烧，地道内梁柱崩塌，好多段城墙也随之塌毁。韦孝宽在城崩处又树以大木栅，后面施以尖槊弓弩，东魏兵还是不能攻入。不久，韦孝宽又派人夺取了土山的制高点。
高欢派参军祖珽说降韦孝宽：“您孤城据守，四方无救，最终只怕坚持不住，不如早早投降算了。”韦孝宽答道：“我城池严固，兵食有余。攻者自劳，守者常逸。我怕的是你们军队回不去呀。我韦孝宽关西男儿，绝不会做投降将军。”
祖珽于是对城中大喊：“城中有能斩韦孝宽的人，拜太尉，封开国公，赏帛万匹！”并向城内射赏格（悬赏令）。韦孝宽在赏格背面亲笔书写“能斩高欢者也按此赏”。射还城外。
东魏苦攻玉壁五十多天，战死病死七万多人，都埋在一个大坑内。
久攻不下，又死了这么多军人，高欢忧愤发病，一卧不起。一天夜里有大星坠于营中（古人认为陨石是将星坠落），高欢惊惧，解围而走。
归途中，军中讹传韦孝宽大弩射杀高丞相，西魏闻知此消息，又派大军四处高喊：“劲弩一发，凶身自殒。”
为使军心不致摇荡，高欢不顾病重之身，在露天大营召集诸将宴饮以示自己还活着，并令斛律金唱敕勒歌：“敕勒川，阴山下，天似穹庐，笼盖四野。天苍苍，野茫茫，风吹草低见牛羊。”高欢亲自和唱，哀感流泪。
公元547年，正月朔日，恰巧日蚀。垂死的高欢叹道：“日蚀为了我吗？死亦何恨？”
弥留之际，回顾一生，出身孤弱，恰逢乱世，东征西杀，一生陷阵，不知老英雄是悲，是喜，是忧。无论如何，从六镇一个戍卒熬到魏朝的王爷，想必没有辜负平生！
《北史》记载：
神武（高欢死后被儿子高洋尊谥为神武皇帝）性深密高岸，终日俨然，人不能测。机权之际，变化若神。至于军国大略，独运怀抱，文武将吏，罕有预之。统驭军众，法令严肃，临敌制胜，策出无方。听断昭察，不可欺犯，知人好士，全护勋旧。……雅尚俭素，刀剑鞍勒无金玉之饰。少能剧饮，自当大任，不过三爵。居家如官，仁恕爱士。……至南和梁国，北怀蠕蠕，吐谷浑、阿至罗咸所招纳，获其力用，规略远矣。
其中虽不无溢美之辞，但基本不失公允。征战一生的高欢又累又气又病，死于家中，时年五十二。
高欢死后，长子高澄独担魏朝大任，将篡未篡之时，被家奴刺死。次子高洋袭位，这位“内虽明敏、貌若不足”的丑陋男子一鸣惊人，很快废掉东魏最后一位皇帝孝静帝，建立齐国，史称北齐。传至后主高纬，竟为宇文泰子孙所灭。
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