赵光义稳固帝位后，继续统一事业。太平兴国三年(978年)，在宋朝的政治压力下，割据福建漳泉两府的陈洪进，割据两浙的吴越钱氏相继向宋廷纳土归降。
太平兴国四年(979年)正月，赵光义先派大将潘美等挥师北上，围攻北汉都城太原，赵光义于二月率军亲征，宋军击退辽国援兵，灭亡北汉，终于结束了自唐末黄巢之乱以来近九十年藩镇割据混战的局面，再次形式上一统全国。
同年五月，赵光义不顾众臣反对，趁伐取北汉之势，从太原出发展开北伐。北伐初期一度收复河北易州和涿州。赵光义下令围攻燕京，宋军与辽人在高粱河畔展开激战。赵光义亲临战场，结果受伤中箭，乘驴车仓惶撤离，北伐失败。
太平兴国五年(980年)，宋朝知邕州太常博士侯仁宝上奏赵光义，请求趁交趾(越南)丁朝内乱之机南下讨伐，恢复汉唐故疆，统一交趾(越南)。于是，赵光义任命侯仁宝为交州陆路水路转运使;任命兰陵团练使孙全兴、漆作使郝守俊、鞍辔库使陈钦祚、左监门将军崔亮为兵马都部署;宁州刺史刘澄、军器库副使贾湜、供奉官阁门祗候王僎为兵马都部署，伺机进攻丁朝。但在太平兴国六年(981年)，白藤江之战中先胜后败，统一交趾(越南)的计划最终成为泡影，交趾(越南)得以保持独立地位。
雍熙三年(986年)，赵光义派遣潘美、杨业、田重、曹彬、崔彦进五位大将分东中西三路，以东路为主再行北伐。西路、中路军进军顺利，而主力东路军屡遭辽军挫败，粮道被切断，终未能与中西二路汇合，于岐沟关大败而溃。中、西二路亦只得南撤。西路主将杨业因掩护军民南撤被辽军俘虏，在狱中绝食三日而死。之后，北宋在对西夏党项族的三川口、好水川、定川寨等战役中屡次失败，但因其厌战，与宋廷议和。赵光义以亲信傅潜、王超、柴禹锡、赵镕、张逊、杨守一及弭德超等为禁军统帅，多庸碌之徒，临阵惧战。
淳化四年(993年)农历二月，四川爆发王小波和李顺发动的农民起义。起义军所到之处调发富家大姓除生活品外一切财产于众，得到蜀地农民呼应。次年正月，起义军占据成都，建立大蜀政权，赵光义得知后派遣两路大军讨之，起义军终于至道二年(996年)彻底失败。
