1042年，姚嗣宗、範仲淹首次提出了漸複橫山的方案將主力分三路，每路步兵一萬，騎兵三千，使三路軍互掠於橫山。先鄜廷軍，引誘西夏軍來應，我方則退守邊寨或據險要，不與之戰。待其困乏撤軍之際，則派出環慶軍繼續引誘其回兵應戰，此時再派出涇原之師加入戰鬥，使西夏軍奔命不暇。這是總結曆史上在作戰經驗而編製的奪取橫山的比較完整的作戰方案。
方案再好，也得有人去執行，於是神宗即位後，任用王安石為相，“奮然將雪數世之恥”，變法圖強，勵精圖治。
熙寧年間向西攻取青唐吐蕃和角廝羅等政權，拓地兩千餘裡，建立熙河路，對西夏逐漸開始占據戰略主動。與熙河拓邊同時，宋神宗也開始嘗試攻取夏土。他先是選取了橫山方向對西夏發起進攻。治平四年1067，宋將知青澗城種諤率兵逼降西夏綏州嵬名山部。
熙寧元年（1068年），建昌軍司理參軍王韶上《平戎策》，認為“西夏可取。欲取西夏，首先應當收複河湟，如此則夏人腹背受敵，不攻自破”。神宗認為王韶之議頗為有理，決定在對夏關係上改變長期以來的守勢，采取主動攻取的方略。
在此期間，一顆將星冉冉升起，不過此人身份特殊，曆史評價毀譽參半，此人就是李憲。
李憲是趙宋從監軍變為獨掌軍權的武裝太監的第一人，軍事才華出眾，征戰西北，開疆拓土，但是反對他的人也稱他為北宋的“四凶”太監。
要知道因為漢唐宦官執掌兵權的曆史教訓，尤其是唐朝的魚朝恩等大宦官可以掌握皇帝的生死廢立，給宋人留下了極大的心理陰影，趙宋一朝的宦官們一直處於被文官集團打壓的狀態，李憲能突破極限，一方麵和神宗皇帝的信任有關，另一方麵也體現了李憲過人的軍事才能。
熙寧三年（1070年），神宗派大臣韓絳經略陝西，開幕府於延安。李憲在韓絳幕下擔任走馬承受。韓絳的愛將種諤想謀取被西夏占領的橫山寨，李憲極言不可，但種諤不作理會，率兵襲敗西夏軍，帶兵三萬人修築羅兀城（今陝西榆林鎮川鎮境內），又派都監趙璞、燕達修築撫寧故城呰（今陝西米脂境內）。李憲認為此時分兵，有失掎角之勢，一旦形勢有變，各路均將難以自保。時隔未久，夏人果然攻取順寧呰（故址不詳），之後圍攻撫寧。當時種諤正在綏德軍（治今陝西綏德），聞得此信，茫然失措，以至於垂淚而不能下筆。這一戰，夏人大獲全勝，宋軍新築諸呰全都重歸夏人之手。朝廷得知戰報之後，貶種諤為汝州團練副使、潭州安置，韓絳亦因此謫知鄧州。由於李憲此次參與軍務，言之切當，遂得神宗倚重，又被派往河東路（治今山西太原），在經略使趙禼幕下擔任走馬承受。當時，趙禼對李憲的軍事才乾也十分看重，兩人對邊事的論見往往不謀而合，因此，在一定程度上加強了北宋王朝針對北方強遼的軍事防禦力量。
熙寧六年（1073年）初，王韶上奏請求興兵收複河湟之地。神宗準奏，並專意委派李憲前往巡視督師，與王韶協力進兵。不幾日，北宋大軍便攻占河州（今甘肅臨夏），拓地一千多裡，招撫人口三十多萬，連河州羌酋木征之妻亦被俘虜，史稱“河州之役”。北宋在此設置熙河路（治今甘肅臨洮），任王韶為經略安撫使，李憲亦因戰功加封東染院使、禦藥院乾當官。
夏人對此次役失利耿耿於懷，旋即開始報複，然而在牛精穀（故址不詳）、珂諾城（後改名定羌城，今甘肅廣河）兩次戰役中，宋軍卻再戰再捷。宋神宗十分讚賞李憲的軍事指揮才能，留他在熙河路安撫司乾當公事，與王韶相為表裡。
就在此年二月，表麵上平息的河湟之地戰事再起。本來宋神宗以為河湟已定，遂調李憲前往鄜延路督師，但是被趕出河州的夏人酋長木征又聯合董氈、鬼章羌兵卷土重來，攻占河州踏白城（今甘肅積石山癿藏舊城村，故址尚存）。新任河州知州景思立聞訊，連忙集結兵馬殺到踏白城，但因出師匆忙，加之敵我眾寡懸殊，戰鬥剛一開始，景思立所部便處於重重包圍之中。夏人複仇心切，蜂擁而上，宋軍官兵死傷極為慘重，連河州知州景思立也戰死在亂軍之中。攻破踏白城的木征等人，旋即把河州城團團圍住。按照常理，木征攻進河州易如反掌，但他不急於攻城，隻在城外喧囂，聲言要殺儘宋軍官兵。
十萬火急的戰報接連送進京城，宰相王安石等人主張保存實力，放棄河湟地區。宋神宗時也拿不定主意不棄河湟，可能導致西北戰事更為慘重的失利；可是好不容易下定決心，好不容易奪回土地，就這樣放棄，未免太失大宋皇威。思之既久，還是降旨準許了王韶的請纓之奏。
此時李憲正趕往鄜延路（治延州，今陝西延安）按視軍情，行至興平（今陝西鹹陽境內），聽到河州兵變的消息，立即停了下來，靜候朝廷旨意。時隔不久，就等來了宋神宗的旨意詔令李憲趕赴熙河路（治熙州，今甘肅臨洮），與王韶彙合，共同應對河州之變。
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王韶是一位有勇有謀的老將，他深知木征等人久圍河州而不取，勢必是想伏兵於河州城外以待消滅北宋援軍，而一旦失去外援，再攻河州即如探囊取物，況且他們已與結河羌人結成掎角之勢，互為照應。一旦北宋援兵到來，便可合力圖殲。鑒於此種形勢，王韶決定先破木征的合圍之勢，再反過來攻其外援，這樣，河州之圍可以不戰而解。而李憲主張以賞賜激勵將士，突殺木征。
王韶、李憲二人在戰術上有了分歧，又一時難於說服對方，最後隻好折衷處理各率一路，各依其計而行。王韶遂率銳師繞開河州，直襲定羌城，出其不意全力攻打結河羌，切斷了西夏通道，繼而命偏將進入南山要衝。李憲則率所部在河州城外督兵力戰。
早在李憲巡視西北之前，宋神宗曾賜給他一麵黃旗，旗上禦書七個大字“用命破賊者倍賞。”他深知西北將士心向王韶，隨己而征者鬥誌不盛。於是，出征前手執黃旗立於軍營門口，號令三軍將士說“此旗乃天子所賜，眾將士望旗而戰，即如天子親臨督戰，敢不用命！”將士們果然精神振奮，爭呼誓死向前。李憲又督促眾將士將傍山建造的所有營帳燒掉，以表示死戰之決心。之後，開赴河州前線，與木征所部在河州城下展開了慘烈的白刃戰。這一仗，直殺得天昏地暗，雙方折損極為慘重。直到李憲又生一計，命部將抄後路燒毀了木征等人的氈帳時，羌人這才人心大散，紛紛逃往踏白城死守。李憲順勢揮師，大破敵軍，一舉攻取踏白，並進至餘川（故址不詳），連破十餘座城垣堡寨，木征見大勢已去，遂率殘部來宋營投降。
河州之役的勝利，猶如給宋神宗注射了一支興奮劑，滿朝文武亦大事慶賀，李憲以功加昭宣使、嘉州防禦使。回還京師後，又升為入內內侍省押班、乾當皇城司事，均為令人側目的恩寵。
李憲深知朝臣對他擔任西疆帥臣頗為不滿，為了博取宋神宗的寵信，不給朝臣以抨擊他的口實，他決心在西北邊疆建功立業。熙寧九年（1076年）五月，羌酋隆吉卜等率眾擾邊，羌人降將木征請求帶兵征討，以報效宋朝不殺之德。李憲部將大都認為不能予以應許，唯恐木征有詐，但李憲卻支持木征，說“有何不可？羌人天性畏懼貴人。木征本為貴人，當能取勝。”認為大可不必如此拘謹，況且當此關頭，如果朝廷對木征將信將疑，反而會加深他對北宋王朝的貳心，不如因勢利導，給他一個報德機會。於是力排眾議，派遣木征帶兵征討。
木征盛裝出征，與隆吉卜所部對麵列開兵馬。隆吉卜手下大都是臨時湊集起來的散兵遊勇，見到木征如此威風，先自沒了鬥誌。木征揮戈掩殺，李憲的後續部隊也乘機而上，於是大獲全勝，酋首隆吉卜也戰死於亂軍之中。這一仗是李憲重返西北的第一次大捷。不久，另一支由董氈率領的吐蕃軍隊也迫於宋朝神威，前來歸順。消息傳到京師，宋神宗自然恩寵倍至，加封李憲為宣州觀察使、宣政使、入內副都知，後又遷為宣慶使。
當時，由於北宋王朝對西夏連年用兵，國家財政頗為吃緊，糧餉軍需物資往往匱乏不繼，朝臣對此早有不滿。神宗又詔命李憲兼管熙河、秦鳳兩路財政。李憲受命，果斷裁減了十分之六的冗費開支，使得西北財政頓時緩解，可謂經製有方。同時，李憲為了討好神宗，每年將西山（今甘肅和政境內）的巨大木材源源不斷地運往京師，以供神宗營修宮殿。為此，宋神宗專門在京師瑞皮坊賜給他一座華麗的園宅。
元豐四年（1081年），西夏發生政變，西夏惠宗李秉常失位被囚，國內一片混亂。是年五月，西夏保泰統軍禹藏花麻以李秉常罹遭囚禁為名，敦請北宋王朝發兵進攻梁氏（西夏外威梁太後攝政）。北宋王朝認為這是對西夏用兵的難得機會，於是神宗禦筆親書伐夏之命，發動五路大軍進攻西夏，李憲不僅參與其事，而且被任命為五路統帥，掌有節製諸路之重權。
此次伐夏，可以說動用了北宋王朝西北軍事全部精銳熙河路經略使李憲領兵出熙河；鄜延路總管種諤領兵出鄜延；環慶路經略使高遵裕領兵出環慶；涇原路副總管劉昌祚領兵出涇原；河東路經略使王中正領兵出河東。五路大軍，共集結五十萬人馬，浩浩蕩蕩圍攻西夏。宋軍的作戰計劃是涇源、環慶兩路先取靈州（今寧夏吳忠境內），然後直取興州（今寧夏銀川興慶區）；河東、鄜延兩路會師夏州（今陝西靖邊），再取懷州（今內蒙準格爾旗境內），最終直逼興州，企圖一舉蕩平西夏。這在宋神宗給李憲的詔書裡也有明確的表述，說“此番用兵，非一般戰事耳，意在蕩平項羌。此決非小事矣，若不上下一心，將士協力，何以致勝？故當不惜爵賞，以勵三軍將士，一舉圖之！”這說明北宋王朝是抱著消滅西夏的決心來進行這場大規模戰爭的。
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八月，李憲率師先進入西夏境內。駐守在西夏西使城（今甘肅榆中三角城）的黨項族首領訛勃哆聞風而降。粱乞埋（梁太後弟）派兵數萬趕去增援西使城，行至半路，聽到訛勃哆降宋消息，隻好退守龕穀城（今甘肅榆中小康營鄉境內）。龕穀城本是西夏糧倉之一，李憲占領西使城之後，乘勝挺進龕穀城，大獲全勝，遂改城為寨，所儲大量糧穀儘為宋軍所得，加之弓箭等兵器無數。至此，李憲已奪得伐夏頭功。接著，他派副將駐守此地，又揮師向西攻取蘭州。
正當此時，鄜延總管種諤率部在米脂寨（即畢家寨，今陝西米脂），擊敗梁永能八萬大軍。接著，相繼攻克石州（故址不詳）、夏州（故址在今陝西省靖邊縣紅墩界鎮白城子村）、銀州（治今陝西省橫山縣東，後移治永樂城，即今陝西省米脂縣西北）三重鎮。環慶經略使高遵裕迫降西夏清遠軍守將嵬名訛譏。河東經略使王中正所部因一路儘是沙丘沼澤，行動緩慢一些，但抵達宥州（今內蒙鄂托克前旗東南城川古城）之後，夏兵也聞風潰逃。宋兵入城，城中老弱病殘五百餘戶殺戮殆儘。涇原副總管劉昌柞入夏後，在葫蘆河與夏人決戰，結果夏人大首領沒羅臥沙、監軍使梁格嵬被殺死，梁乞埋之侄訖多埋等二十多人被俘。劉昌祚乘勝攻入嗚沙州（今寧夏回族自治區中寧市），得到夏國庫糧百萬餘石。在此節節勝利之際，李憲在蘭州上疏宋神宗，請求築蘭州城建立帥府，以震懾西夏。
十一月，劉昌祚率軍五萬首先攻到靈州城下。接著高遵裕也率兵趕到。就在劉昌祚即將入城之際，高遵裕害怕這次戰功被劉昌祚拔定頭籌，便利用節製劉軍的權力阻止劉昌祚攻入靈州，定下了所謂合圍靈州的下下之策）。
當時，宋神宗也深恐劉、高孤軍深入興、靈二州有所不測，急命李憲親率重兵、押運糧草從蘭州趕往興、靈二州，董氈也率吐蕃軍協助同往，以為後援。
在進發興、靈二州的途中，因為遇到了夏人的阻截，李憲錯誤地決定折道天都山（今寧夏中衛境內），焚燒了西夏的南牟內殿和所有館庫，迫使西夏統軍星多哩鼎退守葫蘆河流域，然後班師回到了蘭州。