大统三年（公元537年）七月，高欢再次率兵从壶口（今山西壶口）出发，渡过黄河后，进逼华州。由于关中旱灾严重，宇文泰的军队缺乏军粮，部队也未能按时集结，西魏军队人手不足，诸部将都认为应当暂避锋芒，但宇文泰认为如果高欢抵达了咸阳（今陕西咸阳），就会使得西魏人心浮动，于是命部下准备三日干粮，轻装渡过渭水（今渭河，主要流经甘肃、陕西），准备迎击高欢。 十月，宇文泰率兵到达沙苑（今陕西大荔附近），高欢也做好了作战准备。宇文泰采纳了部将李弼的建议，背靠渭水布阵，命将士藏在芦苇丛中，等待号令。高欢军队远远看到宇文泰的军队人少力寡，集中兵力向宇文泰左翼冲去。两军交战时，宇文泰击鼓为号，藏在芦苇丛中的士兵冲出，冲入敌阵奋力拼杀。李弼等人率领骑兵横入敌军，将敌军一分为二，大破敌军，高欢率残兵逃走。经此一战，宇文泰将大批俘虏收归己有，还没收了许多辎[zī]重盔甲，扩充了军队规模，提升了军队实力。其后，宇文泰又率军东渡黄河，平定了河东之地（今山西运城、临汾一带）。
