在好水川之战后，朝廷震惊，担心夏军继续进兵，下诏修建潼关防御工事，此举引起关中百姓震恐，宋仁宗意识到这个做法的错误，又下令拆掉已经修好的工事，安定民心。

宋廷看到的，西夏也看到了，那个张元在看到宋廷加强了西夏经常交战的南方宋夏边境军事力量，而偏向东方的关中兵力空虚，于是又撺掇李元昊起兵夺关中，入长安，以为根据，李元昊自无不从。

仁宗康定三年（1042）闰九月，经过休整的元昊又一次发动了对宋的大规模作战。这次元昊的主攻目标为镇戎军（今宁夏固原），决战地点选在定川寨。

定川寨在镇戎军西北面，“西控六盘山一带，太平兴国中置，东至州四十里，西赵林寨二十里，西南仪州制胜关三十里，北至山寨五十里”，地势十分险峻，是宋廷得以拒险的重要关隘。

好水川之役后，宋廷完全采取守势，将频发战事的今陕西地区划分为鄜延、环庆、泾原、秦凤四路。大力提拔军事骨干，加强防务：以范仲淹知庆州，韩琦知秦州，庞籍知延州，王沿知渭州，分区守防，各负其职。

宋廷划分的四路中，泾原平坦辽阔，无险可守，是最为薄弱的地域。元昊所以选择泾原为突破点，因为这里除了地形有利外，渭州知州王沿既不熟悉边事，也不是一个具备指挥才能的人。

这一年，元昊采纳宰相张元的建议，从天都山出发，向南行进，准备攻取镇戎军后，经渭州深入关中。

元昊集合10万兵马，分两路进军。一路奔刘璠堡（今宁夏海原西南），一路奔彭阳城（今宁夏固原东北），准备分进合击，于镇戎军会师。

知州王沿得悉西夏军从天都山大举出动，忙派泾原路总管葛怀敏率兵据瓦亭寨拦击夏军。按照王沿的部署，葛怀敏将在第背城安营扎寨，诱敌深入，伺机出击。然而，葛怀敏率领缘边都巡检使向进、刘湛几名部将行至瓦亭寨时，没有遭遇夏兵，于是擅作主张，领兵向养马城进发。与此同时，镇戎军统领曹英、泾原路都监李知和、王保、王文、镇戎军都监李岳、西路都巡检使赵璘等也都领兵前来会合。此时谍报元昊军已进入镇戎军界，部将建议葛怀敏说：“敌人远来，利于速战速决，他们人数众多，势不可挡。现在的办法，应当以奇计制之，应该依靠马栏城布置栅栏，切断敌人退路，固守镇戎城，来保障粮饷通道，等到敌锐气衰竭了再去进攻，才能取得胜利。不然的话，必定会打败仗。”葛怀敏没有采纳。并下令兵分四路——向进、刘湛出西水口，曹英、李知和出刘璠堡，泾原路都监赵珣出莲花堡（今甘肃隆德西），葛怀敏自己率军进击定西堡，四路并进，会师于定川寨。

葛怀敏并不擅长军事指挥，他的这种部署正中元昊心意：为了诱敌深入，元昊早已在定川寨做好一切准备，只等葛怀敏的主力到来。为了能全歼宋军，元昊还下令烧毁定川寨后面定川河上的木桥，断绝宋军退路；又派人切断流经定川寨的水道，使宋军无水可饮。

葛怀敏一到达定川寨，立即陷入埋伏，遭夏兵迎头痛击。

元昊亲率精锐部队，将葛军重重包围，分割围剿。混战之时，狂风大作，飞沙走石。会合于定川寨的几路宋军乱作一团，纷纷向西南寨内逃亡。葛怀敏的军队也争相强挤奔入寨，元昊趁乱率军掩杀，宋兵自相践踏，死伤无数，葛怀敏被踩踏得昏死过去，幸好这时赵珣的骑兵赶到，击退夏军，葛怀敏等才得以逃入瓮城之内。

夜晚，葛怀敏与诸将商议向外突围。

葛怀敏引军退到长城边，发现道路已被夏兵截断。宋军再次陷入夏兵的重围之中。元昊率军四面夹击。葛怀敏、曹英等十余人全部战死。宋兵残部、马匹全部纳入元昊囊中，成为战利品。

定川寨之战，西夏又一次取得决定性的胜利，并趁势挥师直捣渭州、攻城略地，最后满载而归。

连战连捷，西夏劫掠到了大量的财富。至此，西夏与宋、辽鼎足之势已成，自元昊1032年称帝至夏末帝1227年出降蒙古被杀灭国，国祚近二百年。

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