三川口战役后，宋廷罢免了范雍的职务，重新搭建陕西都部署司的领导班子，任命忠武军节度使、户部尚书夏竦为宣徽南院使、陕西经略安抚招讨使，全面主持陕西前线工作，又以益利体量安抚使韩琦为枢密直学士、陕西都转运使范仲淹为龙图阁直学士作为副使协助其工作。但韩琦和范仲淹的战略思想却大相径庭，韩琦主张出动大兵深入兴、灵讨伐元昊，范仲淹主张应该修筑堡垒，采取守势。两人争执不下，夏竦摆不平两位副使，只好让他们回朝辩论，朝廷也不知如何定夺，最后诏令一面修筑堡垒，一面准备主动出兵。
首先是分管鄜延路的范仲淹屡次主动出击，收复金明砦，并多次成功打击夏军重要的要塞和军工厂，其中两员小将部署葛怀敏和殿直狄青表现出色。尤其是狄青，后来率大军讨平广西侬智高起义，成为北宋唯一一位武夫出身的枢密使。范仲淹又采纳签署定国节度使判官(节度使副秘书长)种世衡的建议，在延州东北200里处修筑青涧城，成为一个坚实的堡垒，控制了延州北路。元昊派绥州厢主狗儿在青涧城对面修筑遮鹿城，结果被范仲淹遣兵马押监马怀德率军击败，狗儿将军战死。之后鄜延路占据青涧城，屡败夏军，西夏人充分认识到范仲淹的厉害，相互传诵："无以延州为意，今小范老子腹中自有数万甲兵，不比大范老子可欺也。"大范老子指前面的范雍，小范老子即指范仲淹。
主张防守的范仲淹主动出击取得不错战绩，韩琦分管的环庆路却陷入防守。元昊派军攻破三川砦，进围镇戎军。最后在泾原军的支援下，环庆军才将夏军击退。顶住了元昊的第一波攻势，环庆路开始反击，趁元昊的精力都放在镇戎军方面，韩琦派出环庆部署任福率7000兵，从庆州出发，声言巡边，日暮时来到柔远砦，与当地蕃部宴饮，并戒令任何人不得离席，同时悄悄分派诸将行军70里向庆州东北100里处的西夏堡垒白豹城进发。天明时宋军有如神兵天降，出现在白豹城下，西夏守军毫无准备，大惊失色。此时任福也赶至城下亲自指挥，旋即攻破城池，收服荡骨咩等41个部族。白豹城是灵州的屏障，环庆、鄜延两路可以由此合兵进攻灵州，元昊不敢有失，连忙派兵急救，救兵到时宋军已经撤走，又派骑兵追击。任福派神木北路都巡检范全伏击，又斩首数百级。任福夜袭白豹城，一战成名，升为龙神卫四厢都指挥使、贺州防御使，成为夏军所嫉恨的名将。韩范两路到陕西后都取得不错战绩，当时流传一首歌谣："军中有一韩，西贼闻之心骨寒。军中有一范，西贼闻之惊破胆。"
面对一连串的败绩，元昊焦头烂额，又使出求和的伎俩。范仲淹本主招抚，于是准备谈和，但韩琦认为"无故请和，必定有诈。"要求趁机进攻。争执不下又提交廷议，结果朝廷诏令韩琦的环庆路准备战斗，范仲淹的鄜延路按兵不动，夏竦直辖的泾原路也没有出兵。果然，庆历元年二月，夏军开始袭扰怀远城(今甘肃平凉)。韩琦忙令诸堡戒严，并调镇戎军驻军从后方包抄，选派了18000兵力，由任福率领，泾原驻泊都监桑怿为先锋。临行前，韩琦对任福等面授机宜，要求他们从后方包抄夏军，一定不能远离能够供粮的营寨，如果不便作战就据险坚守，千万不能冒进，缓行至羊牧隆城(今宁夏西吉县)，与驻守的泾州驻泊都监王珪合兵后出击。任福一口答应，率军进发。
任福出兵不久，其所部的镇戎军西路都巡检常鼎、同巡检内侍刘肃就在怀远砦以南的张家堡遭遇夏军，夏军一触即溃，丢弃不少物资败去。任福见夏军败退，把韩琦的方案忘得一干二净，率轻兵猛追，日暮时追至六盘山下的好水川(大致在今宁夏隆德县以北)，此地离羊牧隆城仅有5里，已乏食三日，人困马乏，在川口扎营。其余各部也渐次赶到，任福与桑怿在川口扎营，钤辖朱观、泾州都监武英率另一部在隔山相距5里的龙落川驻扎，约好第二天合兵继续追击。这时他们连续行军，已经非常疲顿，然而他们并不知道，他们已经堕入了元昊的佯败诱敌之计。
次日清晨，任福率军穿过川口，发现道旁有一些银泥盒，盒中噗嗤作响。任福令人打开盒子，旋即百余只白鸽从盒中飞出，盘旋于宋军上空。这正是元昊放在这里的信号，元昊坐在山顶，根据白鸽判断宋军的位置，以大旗指挥，铁骑四出，将宋军团团围住，竟有十余万众！(白鸽之说据《西夏书事》《长编》称在此地遇夏军大阵，不得不接战。按理说离羊牧隆城仅有5里时还要停下来扎营的可能性确实不大，白鸽很可能是后人演义出来的故事)此时任福等方知中计，只好全力抵抗。任福先派桑怿抵住夏军前锋，自结大阵御敌。然而不等大阵结成，又有不少伏兵杀出，很多宋军被赶下山崖，桑怿、刘肃在乱军中战死。任福身中十余箭，部将刘进劝他更换衣甲逃离，任福怒道："吾为大将，兵败，以死报国耳！"使一把四刃铁简，与其子任怀亮挺身冲入敌阵决斗。士卒见状也无不报定尽忠之念，随任福决死，无一人逃亡，但毕竟寡不敌众，全部为国捐躯。
夏军全歼任福、桑怿部后立即合围武英、朱观部，这时羊牧隆城内的王珪也率4500军出援，在朱观的大阵以西结阵辅助，韩琦派出的渭州都监赵津也率2200骑赶到。由于这一部完成了阵形，所以夏军没有立即冲溃他们。元昊的用兵风格非常坚决，一旦遇到战机哪怕损失再大也决不放弃，夏军向宋军大阵发起了一轮又一轮的自杀式冲锋，战斗极其惨烈。王珪隐约看见任福的旗号还没有倒，准备出兵去救。军校犹豫不前，王珪拔剑斩之，向东京方向叩拜道："臣非负国，力不能也，独有死耳！"策马杀入敌阵，一条铁鞭打得弯折，虎口尽裂，杀敌数百，战马三次中箭，三次换马，最后只能步战，犹杀敌数十，最后中飞矢而死。武英指挥大阵血战多时，身受重伤，情知必败，劝参军事耿傅道："我是武将该死，你是文官，没有军责，何须与我们共死？"耿傅听后更加挺身在前，身中数枪而死。
耿傅在前一天就提醒任福、朱观要按韩琦的方略持重缓行，任福等不听，今日果然中伏大败。夏军前仆后继，终于将宋军东偏步兵阵冲破，整个大阵溃散，主将武英战殁。朱观率余下的千余士兵缓缓退到附近民兵营砦，借助民兵弓箭手勉强抵抗，坚持到了泾原部署王仲宝率兵来援，幸免一死。宋军共阵亡任福等指挥、军校以上的数百人，士卒六千余人。元昊又马不停蹄进攻刘璠堡(今宁夏海原)，范仲淹遣环庆都监刘政率5000精兵救援，由于此前夏军损失已经很大，于是退回天都山休整。不久元昊又出兵秦州，被曹彬幼子秦凤路副都部署曹琮击退。
好水川之战元昊巧妙的引诱任福堕入其计，虽然代价比败方更大，但夏竦主政陕西后元昊连遭败绩，此战终于扳回一局，尤其是诛杀西夏人最嫉恨的名将任福，长出了一口恶气。西夏太师张元在边境的界上寺墙上题诗道："夏竦何曾耸，韩琦未足奇。满川龙虎辈，犹自说兵机。"这里的"满川龙虎辈"就是指丢满山川的宋军尸体，非常得意。任福虽轻敌冒进，导致全败，但全军殉国，也让朝廷非常感动，追赠武胜军节度使、侍中，其余阵亡将领均有追赠。《西夏简史》称韩琦、范仲淹因此败也被贬官。这场大败也极大的挫伤了宋军的士气，所以悲天悯人的范文正公才会写出那篇最具凄美伤感情怀的边塞词《渔家傲》：
塞下秋来风景异，衡阳雁去无留意。四面边声连角起，千嶂里，长烟落日孤城闭。
浊酒一杯家万里，燕然未勒归无计。羌管悠悠霜满地，人不寐，将军白发征夫泪。
