好水川战前韩琦一直在酝酿麟延和泾原军联合主动出击,他上奏道“吾逐路重兵自为守，势分力弱，遇敌辄不支。若并出一道，鼓行而前，乘贼骄惰，破之必矣。”
而宋仁宗对此的态度基本上摇摆不定，但最后还是派了使者尹洙命范仲淹出击，但范仲淹的态度很明确：出兵时机不成熟。尹洙见他坚持已见，不禁叹息道：“范公这就不如韩公了，韩公曾说过：'大凡用兵，当置胜败于度处'。”范仲俺一听，立即反驳道：“大军一动，关系万人性命，竟可置胜负于度外吗？”于是韩琦的计划没能得到实行。
当地民间流行一首《边地谣》“军中有一韩，西贼闻之心骨寒；军中有一范，西贼闻之惊破胆。”
宋军这头没动，李元昊可没闲着，于1041年（康定二年）二月，次率领十万大军大举南下攻宋，把主力埋伏在六盘山下的好水川口（今宁夏隆德），另一部分攻打怀远（今宁夏西吉东部），声称要攻打渭州（今甘肃平凉），诱宋军深入。韩琦听见西夏军犯境，命环庆路副都部署任福率兵数万，伺机破敌。如不利于战，则据险设伏，待西夏军回师时截击。
任福没有等到各路人马齐集就出发了，任桑怿为前锋，到了怀远城捺龙川，各路人马才集齐。当任福到达张家堡时，遇到西夏军，宋军士气如虹，斩杀西夏数百人，西夏军假装崩溃，丢盔弃甲，向好水川主力集结地点逃窜。
此时任福偏离了原定的行军路线，带兵奋勇追击，在好水川驻扎，不过宋军没有抱成一团，而是分成三部分。
李元昊听闻宋军追来，早已设下埋伏。任福军贸然分别独立西进准备和王珪，赵津两军会合于韩琦的指定地点羊牧隆城，在离羊牧隆城五里的地方突然遭到西夏军队袭击，战斗非常激烈。
任福渐渐支持不住阵脚被冲乱，想占据附近一个山头作为制高点，继续对抗，没想到李元昊早已在那里埋了伏兵，西夏军居高临下杀了过来，宋军很多人纷纷坠崖，死伤惨重，桑怿,刘肃，都战死了。李元昊见宋军战败，立即派出数千人马切断宋军退路。副将劝任福赶快逃跑，可他从容地说道“吾为大将，兵败，以死报国尔”挥动铁简，冲向敌阵，一根长枪刺穿了他的喉咙……
随后西夏人集中兵力攻击武英的后军在姚家川展开激战。此刻宋军王珪，赵津看到战斗打响，也赶来援助，带领手下精兵，疯狂杀向重围，但是兵少，始终没能撼动西夏人的阵脚，不料一支利箭射中了王珪的眼部，王珪身负重伤被士兵抬回了营帐，当晚也殉国了。后军的武英也在苦苦作战，补给不足，弓箭都用完了，而西夏军队不断地增兵施加压力，宋军东边的步兵阵被攻破，督粮官耿傅亲自督战。很快宋军被击溃了，武英和赶来增援的赵津壮烈殉国，朱观连忙带领残兵退向一段废弃的城堡，用强弩射击，将近夜晚这时宋军兵马钤辖王仲宝带领援兵赶到，救出了朱观。
好水川之战，宋朝再度失败，宋军退兵中途，阵亡将士的父兄妻子几千人，持故衣纸钱为烈士招魂，噩耗传到东京，“关右震动，仁宗为之旰食”。宋仁宗怒贬户部尚书、陕西经略安抚使夏竦和韩琦、范仲淹。
范仲淹，种世衡紧急出援，西夏人才退却，经过反复的苦战李元昊一无所获，而和辽国关系日益恶化，终于宋夏达成和议。
