西魏大统三年（537），西魏丞相宇文泰在潼关击败东魏军之后，八月率军东进，占据东魏弘农（今河南陕县、灵宝一带）。附近的宜阳、邵郡等东魏政权的官员，都来归降西魏。当地那些原先归附东魏的地方豪杰势力，也纷纷依附宇文泰。时值关中遭灾，粮食缺乏，宇文泰就驻军弘农，休养士卒。

　　高欢见宇文泰抢占了弘农，立即发兵争夺。九月，他亲自率军二十万，出壶口（今山西长治市东南），趋蒲阪（今山西永济县西），准备从后土祠（今山西万荣县西南庙前村）渡黄河。同时派大将高敖曹率三万人，扑向关中。宇文泰的兵力不足一万，处于明显劣势。他得知高欢军将要渡过黄河西进，就立即率军退入关中。高欢遂趋军渡过黄河，威胁华州（后改为同州，治所在今大荔县）。华州刺史王罴布置兵马，严加防备。高欢见难以攻取，就引军驻扎许原（今陕西大荔境）西部。宇文泰率军驻守渭南，向分布在各州的军队发出军令，命他们前来参战。随即，不等各州军队到达，他就召集在渭南的将领们开会，商讨对敌之策。宇文泰说：“高欢翻山渡河，远远地赶到这里，是天灭亡他的时候。我打算和他决战，大家看怎么样？”众位将领都说敌强我弱，我们不能迎击他。让高欢军再向西进发，我们再看他的情况。宇文泰说：“要是让高欢率军西进到咸阳，关中人心就会浮动，社会就会骚乱。现在借他刚到，立足未稳，就可以打击他。”

　　于是，宇文泰令军士在渭河架上浮桥，又令军士只带三天的口粮，轻装过了渭河。军中大量辎重，则从渭南沿着渭河向西运送，屯放在比较安全之处。十月初一，宇文泰率军到了沙苑（在今大荔县南部），与高欢的军队相距六十余里。高欢得知西魏军到来的消息，便率领大军前来迎战。初二日，哨兵向宇文泰报告，说高欢军快到跟前了。宇文泰立即召集众将，商议对策。李弼说，对方兵多，我们兵少，不能在平坦的地势上列阵对付他们。在这里以东十里的地方，有个渭河弯曲地带。我们应该把军队开到那里，与他们决战。

　　宇文泰采纳了这个建议，下令军队开赴渭河弯处，面向东方，摆开背水而战的阵势。李弼军为右翼，赵贵军为左翼。令将士们都要把身体和刀矛隐藏在芦苇之中，听到鼓声再奋起厮杀。过了正午，到太阳偏西的时候，高欢率军赶到这里，宇文泰只用少量兵力诱敌深入。高欢见对方兵少，心中轻敌，穷追不舍，要一举歼灭他们。待高欢军进入伏击圈之后，宇文泰亲自击鼓，士卒们冲出芦苇，拼力砍杀。东魏军毫无精神准备，猝不及防，手忙脚乱。而西魏的于谨等六员战将一起率军冲杀，配合宇文泰所率的主力部队作战。李弼等将领也率领骑兵冲杀过去，横冲直闯。高欢军被截为两段，互相不能照应，完全乱了阵势，失去招架之力，被西魏军彻底击溃；被杀6000，临阵投降者20000余人。两军直战至晚间，高欢乘着夜色，率领残兵败将向东逃跑。西魏军穷追不舍，追到黄河边上，大加砍杀，又杀死、俘虏了很多。前后共俘虏东魏军八万。宇文泰把俘虏留下两万，改编为自己的军队，其余的全部遣散。

　　战后，宇文泰率军士押运着缴获的大量战利品及一部分俘虏，到长安向朝廷进献。西魏文帝将宇文泰晋升为柱国大将军，将他的采邑增加到5000户。对其他有功将领，也都进行了封赏。随即，宇文泰返回他的军营所在地华州。这时，远处受命参战的各州军队，才聚集到了华州，可是战争已经结束了。为了纪念这次战功，宇文泰让参加过战斗的将士，每人在沙苑战地植树一棵。