。宇文泰也向各州郡發布檄文，列舉高歡的罪惡，親自率領大軍從高平出發，前軍駐紮在弘農。賀拔勝的軍隊駐紮在汝水一帶。
秋季，七月己醜日，孝武帝親自率領十多萬軍隊駐紮在河橋，任命斛斯椿為前鋒，在邙山以北布陣。斛斯椿請求率領兩千精銳騎兵連夜渡河，襲擊高歡疲憊的軍隊，孝武帝起初表示同意。黃門侍郎楊寬勸說孝武帝說：“高歡以臣子的身份討伐君主，沒有什麼事做不出來！如今把軍隊借給他人，恐怕會發生其他變故。斛斯椿如果渡河，萬一立下功勞，這是消滅了一個高歡，又生出一個高歡啊。”孝武帝於是敕令斛斯椿停止行動，斛斯椿歎息說：“近來火星進入南鬥星區，如今皇上聽信身邊人的讒言，不采用我的計策，難道這是天意嗎！”宇文泰聽說後，對身邊的人說：“高歡幾天之內行軍八九百裡，這是兵家的大忌，應當趁機襲擊他。而主上以天子之尊，不能渡河決戰，卻沿著渡口據守。況且長河萬裡，難以全線防禦。如果有一處被突破，大事就完了。”立即任命大都督趙貴為別道行台，從蒲阪渡河，奔赴並州，派遣大都督李賢率領一千精銳騎兵前往洛陽。
孝武帝派遣斛斯椿與行台長孫稚、大都督潁川王元斌之鎮守虎牢，行台長孫子彥鎮守陝地，賈顯智、斛斯元壽鎮守滑台。元斌之是元鑒的弟弟；子彥是長孫稚的兒子。高歡派遣相州刺史竇泰奔赴滑台，建州刺史韓賢奔赴石濟。竇泰與賈顯重在長壽津相遇，賈顯智暗中約定投降高歡，率領軍隊撤退。軍司元玄察覺到這一情況，騎馬返回稟報，請求增派軍隊，孝武帝派遣大都督侯鰤紹趕赴滑台，在滑台以東交戰，賈顯智率領軍隊投降，侯鰤紹戰死。北中郎將田怙作為高歡的內應，高歡暗中率軍抵達野王，孝武帝得知後，斬殺了田怙。高歡抵達黃河北岸十多裡的地方，再次派遣使者口頭表達忠誠；孝武帝沒有回應。丙午日，高歡率領軍隊渡過黃河。
孝武帝向群臣詢問對策，有人想要投奔南梁，有人建議向南依靠賀拔勝，有人主張向西前往關中，有人提議堅守洛口決一死戰，計策尚未決定。元斌之與斛斯椿爭奪權力，拋棄斛斯椿返回，欺騙孝武帝說：“高歡的軍隊已經到了！”丁未日，孝武帝派遣使者召回斛斯椿，隨後率領南陽王元寶炬、清河王元亶、廣陽王元湛以及五千騎兵在瀍水西岸宿營，南陽王另外安排僧人惠臻背著玉璽、手持千牛刀跟隨。眾人知道孝武帝將要西行，當天夜裡，逃亡的人超過一半，元亶、元湛也逃了回去。元湛是元深的兒子。武衛將軍雲中人獨孤信單人匹馬追趕孝武帝，孝武帝歎息說：“將軍辭別父母、舍棄妻子兒女前來追隨，‘亂世識忠臣’，這難道是虛言嗎！”戊申日，孝武帝向西逃往長安，李賢在崤山之中迎接孝武帝。己酉日，高歡進入洛陽，住在永寧寺，派遣領軍婁昭等人追趕孝武帝，請他東返。長孫子彥無法守住陝地，棄城逃走。高敖曹率領精銳騎兵追擊孝武帝到陝地以西，沒有追上。孝武帝策馬疾馳，乾糧和飲水都斷絕了，兩三天內，隨從官員隻能飲用山澗的水。抵達湖城時，有王思村的百姓獻上麥飯和水，孝武帝十分高興，免除了這個村莊十年的賦稅。抵達稠桑時，潼關大都督毛鴻賓迎接並獻上酒食，隨從官員才解除了饑渴。
八月甲寅日，丞相高歡召集百官說：“作為臣子侍奉君主，應當匡救危亂，如果在朝中不直言勸諫，君主外出時不陪同隨從，太平之時貪圖寵信爭奪榮譽，危難之際就拋棄君主逃跑，臣子的氣節在哪裡！”眾人無人能回應，兼尚書左仆射辛雄說：“主上與身邊親近的人謀劃事務，我們這些人無法參與聽聞。等到天子西行巡幸，如果立即追隨，恐怕會被視為奸佞黨羽；留下來等待大王，又會因不隨從而被責備，我們這些人進退都無法逃脫罪責。”高歡說：“你們身為大臣，應當以身報國。奸佞之人掌權時，你們曾經有過一句勸諫嗎！讓國家大事落到今天這個地步，罪責該由誰承擔！”於是逮捕辛雄以及開府儀同三司叱列延慶、兼吏部尚書崔孝芬、都官尚書劉廞、兼度支尚書天水人楊機、散騎常侍元士弼，將他們全部處死。崔孝芬的兒子司徒從事中郎崔猷從小路進入關中，孝武帝讓他以原官身份掌管門下省事務。高歡推舉司徒清河王元亶為大司馬，秉承皇帝旨意處理政務，住在尚書省。
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宇文泰派遣趙貴、梁禦率領兩千鐵甲騎兵迎接孝武帝，孝武帝沿著黃河西行，對梁禦說：“這條水向東流，而朕向西行。如果能再次見到洛陽，親自祭拜祖先陵廟，這都是你們的功勞。”孝武帝和身邊的人都流下了眼淚。宇文泰準備了儀仗衛隊迎接孝武帝，在東陽驛拜見，摘下帽子流淚說：“臣未能遏製賊寇的暴虐，讓天子流離失所，這是臣的罪過。”孝武帝說：“你的忠誠氣節，遠近聞名。朕因無德，招致禍患，如今相見，實在是厚顏無恥。朕正要把國家托付給你，你一定要努力啊！”將士們都高呼萬歲。於是進入長安，將雍州的官署作為皇宮，宣布大赦。任命宇文泰為大將軍、雍州刺史，兼尚書令。軍國大事，全部由他決定。另外設置兩名尚書，分別掌管機要事務，由行台尚書毛遐、周惠達擔任。當時軍國大事剛剛初創，二人囤積糧食儲備，修治武器器械，挑選士兵戰馬，北魏朝廷全靠他們支撐。宇文泰迎娶馮翊長公主，被任命為駙馬都尉。
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