宋军正式围攻燕京城至此已达十二天，炮石纷飞，破城墙，打地道穿过城防，夜以继日。在宋太宗的亲自督战下，宋军更是不惜伤亡，攻击不息。而燕京城中形势十分危殆，兵员不足，汉人居民颇怀二心，人心浮动，甚至辽军将士有翻城出降者。南京留守韩匡嗣正在辽廷，由其子韩德让权留守司事，全力经营守御之事，负责燕京地区财赋事务的知三司事刘弘从旁协助。此时辽廷情势也颇为混乱。同时，今人又往往称萧皇后指挥若定，派遣耶律休哥、耶律斜轸两军南援，会合燕京城下，一举击败宋军，使辽军转败为胜，解除了燕京被围多日的危机，由此萧皇后卓越的政治军事才能开始锋芒毕现。但如此评价，亦实有人为拔高之嫌。

对于辽之援军以及高梁河一战之经过，辽、宋双方文献的记载均十分混乱，且均有所隐讳。如对于宋太宗班师之原因，宋朝《国史》说，当时宋太宗“以幽州城逾旬不下，士卒疲顿，粮饷转输回曲而远，又恐契丹来援，遂诏班师。御驾夕发，命诸将领整军徐还”。其他如南宋末人王应麟所撰《玉海》亦持相同说法，对此清人明言宋人“盖讳之也”。元人修《宋史》，因已参取了辽人文献，故明言宋军是因高梁河作战失败而班师。下面即据宋、辽相关记载，对此战役之曲折过程略作考辨而述说之。

宋太宗北征燕京，实出辽廷意外，“乘敌无备”，而进展迅速。史称辽景宗正避暑游猎在外，闻讯赶紧回“牙帐”商议对策。当时辽廷上下颇有人主张放弃燕京，以兵防守燕山上的松亭关、古北口等关隘。但燕京实为辽国南部重镇，辽朝一旦失去，则云州一带亦必将弃守，由此整个燕云地区就将不复属辽，故燕京对辽来说，势在必守。为此惕隐耶律休哥坚请发兵增援燕京，获得了辽景宗、萧皇后的首肯。不过辽廷对能否击败宋军仍心怀忧虑，需调拨部队守卫燕京以北之关隘，以防宋军得燕京后长驱直人，而且加上白马岭等处战败之余，所以仓促之间，实无许多兵马可遣，结果只调拨了五院军之五千精骑，由耶律休哥代替北院大王耶律奚底率领南援。同时，为让燕京城坚守，辽廷又遣御盏郎君耶律学古等数人将辽军已发兵增援的消息送人深陷重重围困中的燕京城。耶律学古通过隐藏的地道进人围城，出任权南京马步军都指挥使，协助韩德让指挥守城事宜，昼夜不少懈，依靠燕京城高墙坚，顽强地击退了宋军日趋激烈的攻击，力保城池不失。由于耶律学古带来了辽军数道来援的好消息，大大稳定了曰益惊恐不已的民心，并使城中心怀反侧之人，一时亦不再敢轻举妄动。因此，虽然宋军围攻燕京城达十数日，攻击日烈，宋太宗且多次亲临城下督战，亦始终无法如愿。随着战事的演进，宋军屯兵于坚城之下，却又久攻不下，士卒亦因数月连续征战而疲顿不堪，加上前线向北推进，粮草接济日趋困难，于是自进人辽境内一直顺风顺水的宋军开始遇到麻烦了，并随着辽之援军的逐渐逼近，战局形势发生了大出宋太宗意料的巨变。