Về phía quân Tống:

- Năm 981, quân Tống do Hầu Nhân Bảo chỉ huy theo hai đường thủy, bộ tiến vào nước ta.

+ Quân bộ theo đường Lạng Sơn

+ Quân thủy theo đường sông Bạch Đằng.

* Về phía quân Đại Cồ Việt:

- Lê Hoàn trực tiếp chỉ huy cuộc kháng chiến.

- Ông cho quân đóng cọc ở trên sông Bạch Đằng để ngăn chặn chiến thuyền địch. Quân thủy của địch bị thất bại trên sông Bạch Đằng sau nhiều trận chiến ác liệt.

- Trên bộ, do không thể kết hợp được với quân thủy và bị quân ta chặn đánh quyết liệt nên buộc phải rút quân về nước. Thừa thắng, quân ta truy kích và tiêu diệt nhiều sinh lực địch. Quân Tống đại bại.

Bình Lỗ là tên một thành cổ được ghi nhận trong lịch sử Việt Nam, nhờ có thành này mà năm 981 Lê Đại Hành đã đánh tan được quân Tống[27]. Đến nay có 2 giả thuyết về vị trí của thành Bình Lỗ. Giả thuyết thứ nhất cho rằng thành này nằm trong đoạn sông Hồng từ ngã ba Lềnh (Yên Lệnh, Hà Nam) đến ngã ba Vàng (Giao Thủy, Nam Định)[28].Tác giả đã dựa vào giả định quân Tống muốn đánh Hoa Lư trước, nhưng không vượt được phòng tuyến Bình Lỗ và phải quay về sông Bạch Đằng. Chính vì giả thuyết này mà xuất hiện thêm một trận Bạch Đằng thứ hai nhưng không thấy có trong các sử liệu cũ. Giả thuyết thứ hai thì cho rằng Bình Lỗ nằm ở hương Bình Lỗ, ngay bên bờ sông Cà Lồ. Thuyết này dựa vào bài viết về Đại sư Khuông Việt trong sách Thiền Uyển tập anh[29], trong đó cho biết Khuông Việt đã được vua cử đi trước đến Bình Lỗ để chuẩn bị trận địa mai phục đánh Tống. Chú thích của Lê Mạnh Thát trong bài này đã ghi rõ sông Bình Lỗ chính là sông Cà Lồ ngày nay. Người thứ hai ủng hộ thuyết này là Nguyễn Vinh Phúc, ông cho rằng quân Tống muốn đánh chiếm Đại La trước vì thành này quan trọng hơn, sau đó mới tiến xuống đánh Hoa Lư. Hương Bình Lỗ xưa kéo dài từ núi Sóc đến sông Cà Lồ[30]. Một căn cứ nữa nghiêng về giả thuyết thứ hai được ghi ngay trong mục 2.2 của bài này là hướng hành quân của vua Lê Đại Hành "theo đường thủy, ngược sông Đáy, sông Nhuệ mà vào sông Hồng, rồi từ đó tiến lên miền địa đầu Đông Bắc đất nước". Trên đường hành quân ông dừng ở làng Tó, xã Tả Thanh Oai (nằm dọc sông Nhuệ), huyện Thường Tin ngày nay[31], rồi vượt sông Hồng và xuôi dòng sông Cà Lồ để đến Bình Lỗ. Chuyện "Hai vị thần ở Long Nhãn, Như Nguyệt[32], trong đó đã mô tả diễn biến của trận đánh. Nơi này nằm trên sông Cà Lồ, thuộc địa phận làng Tiên Tảo (căn cứ kháng chiến cũ của hai vị anh hùng Trương Hống, Trương Hát), gần với ngã ba Xà (cửa sông Cà Lồ). Tại đây quân Đại Cồ Việt đã thắng lớn, được sách Thiền Uyển tập anh ghi khá rõ "Quân giặc kinh hãi, rút về giữ sông Hữu Ninh, lại thấy sóng gió nổi lên, giao long nhảy nhót, giặc bèn tan vỡ". Sách Đại Việt sử lược[33] thì ghi như sau: "Vua tự làm tướng đem quân ra chống cự. Vua cho cắm cọc cứng dưới sông. Quân Tống rút về giữ mặt Ninh Giang. Vua sai người sang trá hàng để dụ Hầu Nhân Bảo. Quân Tống thua trận, Hầu Nhân Bảo bị bắt và bị chém. Bọn Trần Khâm Tộ nghe tin thất trận phải rút lui". Sông Hữu Ninh có thể là một nhánh của sông Cà Lồ nối từ thành Bình Lỗ ra đến bờ sông Cầu, nay đã bị vùi lấp. Trận Bình Lỗ gồm cả trận đánh trên sông Hữu Ninh, sông Hữu Ninh chính là nhánh sông bên phải của sông Ninh (tức sông Cầu). Ngày nay dọc con sông nhỏ hẹp này còn để lại nhiều dấu tích với những cái tên như Ngòi Ác, cầu Cửa Ma, Đầm Lâu và một nấm mồ chung chạy dài có tên là Bờ Xác. Các dẫn chứng đều nghiêng về giả thuyết thứ hai là thành Bình Lỗ nằm bên bờ sông Cà Lồ.Sau thất bại ở phòng tuyến Bình Lỗ, trở lại sông Bạch Đằng, đạo thủy binh Hầu Nhân Bảo rơi vào tình thế tiến thoái lưỡng nan. Tuy viện binh Tống do Lưu Trừng chỉ huy đã kéo sang từ tháng 4 năm 981, nhưng "Giao Châu hành doanh" vẫn không sao thực hiện được kế hoạch hợp điểm, hội sư để cùng tiến chiếm Hoa Lư. Liên quân Lưu Trừng – Tôn Toàn Hưng tiến quân đến thôn Đa Ngư nhưng không gặp chủ quân Đại Cồ Việt để giao chiến, lại vội vã rút quân về Hoa Bộ. Cánh quân bộ do Trần Khâm Tộ chỉ huy tiến xuống Tây Kết cũng trở thành đạo quân bị cô lập, ở vào tình thế dễ bị đối phương truy kích tiêu diệt. Cánh quân thủy của Hầu Nhân Bảo từ sau trận Lục Giang vốn đã bị tiêu hao sinh lực, phương tiện chiến đấu, lại bị chia cắt khỏi thế trận liên kết chung. Ý đồ tiêu diệt quân chủ lực của Đại Cồ Việt hoàn toàn thất bại.

Trong khi đó, Lê Đại Hành bí mật tăng cường lực lượng chuẩn bị 1 trận quyết chiến giáng đòn quyết định. Ông chọn 1 khúc sông hiểm yếu rồi bố trí quân mai phục chờ sẵn.

Ngày 28 tháng 4 năm 981, trận quyết chiến Bạch Đằng diễn ra.[34]

Có nghiên cứu cho rằng Lê Đại Hành đã cho 1 cánh quân ra khiêu chiến với quân Hầu Nhân Bảo. Chiến sự đang diễn ra quyết liệt thì quân Đại Cồ Việt "thua chạy", quân Tống "thừa thắng" đuổi theo. Khi chiến thuyền của Hầu Nhân Bảo lọt vào trận địa mai phục, Lê Đại Hành tung quân ra đánh ráo riết. Các chiến binh Đại Cồ Việt từ khắp các trận địa mai phục và từ các nẻo đường đổ về sông Bạch Đằng vây đánh quân Tống quyết liệt. Hầu Nhân Bảo bị giết chết trong đám loạn quân. Lưu Trừng vội vã dẫn đám tàn quân tháo lui ra biển.[19]

Tuy nhiên, Trần Bá Chí (2003) dẫn một số sử liệu của Trung Quốc và Việt Nam cho rằng Lê Đại Hành đã gửi thư trá hàng và lập đài tuyên thệ. Hầu Nhân Bảo tưởng thật, đi thuyền tới đài tuyên thệ thì bất ngờ bị thủy quân Đại Cồ Việt chia cắt khỏi lực lượng bảo vệ và bị lính tinh nhuệ của Đại Cồ Việt giết chết. Những người có công giết Hầu Nhân Bảo có thể là các tướng Đào Công Mỹ, người làng Dịch Sứ (Hà Bắc) và Phạm Công Quang, người trang Hoa Chương huyện Thủy Đường (Thủy Nguyên, Hải Phòng), Đào Hồng người làng Phong Đình (Long Biên)... Các mũi quân Đại Cồ Việt cũng đồng thời tấn công thủy quân Tống và tiêu diệt một bộ phận lớn.

Truy kích quân Tống

Nghe tin Hầu Nhân Bảo bị giết trên sông Bạch Đằng, Tôn Toàn Hưng hoảng hốt dẫn quân bỏ chạy, đạo quân Trần Khâm Tộ ở Tây Kết lo sợ rút lui, bị quân Đại Cồ Việt truy kích tiêu diệt quá nửa. Tướng Tống là Triệu Phụng Huân bị bắt sống tại trận.[19] Một số sử liệu cũ của Việt Nam chép rằng viên tướng Quách Quân Biện cũng bị bắt trong trận Tây Kết. Tuy nhiên, Trần Bá Chí (2003) dựa vào kết quả nghiên cứu điền dã mà cho rằng Quách Quân Biện đã thoát trận Tây Kết và tìm cách rút về qua đường Sóc Sơn, Phổ Yên hướng về Vũ Nhai. Quân Đại Cồ Việt truy kích đến tận Vũ Nhai thì bắt được Quách Quân Biện.[24]