周武帝自率主力前后六军6万人直指河阴。八月二十一日，北周军进入北齐境内，为争取民心，禁止伐树、践踏庄稼，违者军法从事。二十四日武帝亲自指挥诸军攻占河阴大城，宇文宪攻拔武济（今河南盂津），进围洛口（今河南巩县东北），攻克其东、西二城，焚毁黄河浮桥。北齐永桥大都督傅伏从永桥（今河南武陟西）增援至河阳，因浮桥已断，遂入中潬城（今河南盂津西南黄河中），北周军攻克河阳南城后，围攻中潬城二十余日不能下。北齐洛州刺史独孤永业扼守金墉（今河南洛阳东北），武帝攻之亦未克。九月，北齐右丞相高阿那肱自晋阳（今山西太原）率军南援洛阳，兵临河阳（今河南孟县）。北周军以屯兵金墉及中潬城下，久攻不克，而北齐援军业已到达，又因宇文邕阵中患病，遂放弃所拔30余城，焚舟回师仅留韩正控守王药城（今河南济源境），掩护撤军。

576年（建德五年）十月，北周武帝宇文邕再次进攻北齐，其作战企图是：攻击攻击晋州，扼北齐咽喉，吸引北齐主力大军救援，再集中力量消灭援军，乘势东进，攻灭北齐。按这一企图采取如下部署：以宇文盛、宇文亮、杨坚为右三军，宇文俭、窦泰、丘崇为左三军，宇文宪、宇文纯为前军，宇文邕亲自率领诸军进至汾曲，分派诸将各自据守要地，阻击北齐援军，派辛韶率步骑5000守蒲津关，保障后方安全，命内史王谊督诸军攻平阳城。二十五日，北齐后主高纬亲率10万大军自晋阳南下救援平阳。宇文邕亲自平阳城下督战，北齐将侯子钦、刺史崔景嵩投降；二十七日，北周将段文振率数十人入城，俘北齐守将尉相贵及甲士8000人，北周军占领平阳。同时，宇文宪攻占洪洞，永安二城。十一月，北齐援军已进平阳，宇文邕为避其锋锐，以梁士彦为晋州刺史，率精兵万人守平阳；自率大军撤退到玉璧一带，使宇文宪领兵6万驻扎，自还长安。北齐援军至平阳，昼夜围攻，梁士彦顽强守御。十二月，宇文邕知平阳紧急，先使宇文宪率所部趋平阳，随后亲至，集诸军8万，东西列阵20余里，与北齐军对峙。北齐军围平阳时，恐北周援军突至，于城南挖掘沟堑，经乔山至汾水。北周军至即与北齐军对峙于沟堑南北两侧，周军渡沟堑进攻，齐军抵御，战斗一天未决胜负。齐后主听从幸臣意见，命令齐军填沟堑而进，此举正合周武帝之意，遂率军迎战，战斗十分激烈。齐后主携冯淑妃和幸臣穆提婆观战，见齐军东翼稍退，便认为齐军已经战败，不听劝阻，赶紧后进，北齐军因而大败，死伤者万余人，军资甲仗丢弃如山。

572年，北齐名将斛律光受戮，北周皇帝趁势进军北齐。

576年，北齐帝高纬于平阳（今山西临汾）战败后，退至晋阳（今山西太原）。周武帝率军乘胜追击。北齐高阿那肱率军1万镇守高壁（今山西灵石东南）。宇文邕率军至高壁，高阿那肱望风而逃。十二月，宇文邕与宇文宪在介休（今属山西）会师。逼降北齐守将韩建业后，向晋阳和北朔州急进。高纬欲奔突厥，随员多散，乃回奔邺城。宇文邕亲率诸军攻破晋阳，疾趋邺城。高纬退至邺城后，禅位于皇太子高恒，恒时年八岁。

577年正月，高恒从邺城出逃济州（今山东茌平西南）。宇文邕围攻邺城，焚烧西门，北齐军战败。高纬率百骑东走，以慕容三藏守邺宫。北周军攻入邺城，北齐王公以下官员皆降。高恒在济州遣人持玺绂至赢州（治赵都军城，今河北河间），禅位于任城王高浩，与高纬等再逃青州（治益都，今山东淄博临淄）宇文邕派尉迟勤追击高纬和高恒至青州，齐将高阿那肱降，高纬、高恒率十余骑仓促南逃，欲奔陈朝。在南邓树（今山东临朐西南），被周军俘获。二月，周军攻下信都（今河北冀县），俘北齐任成王高浩，广宁王高孝珩等。

随后，周武帝遣军平定各地反抗势力。北齐亡。北周统一北方。

北齐之灭亡并非突厥与北周合从进攻的结果。北齐不能处理好自身的民族关系，造成自身国力不断衰弱。相反，北周在“关中本位政策”的融合之下，民族关系得到解决，越来越强。北齐之弱，再加上后主昏庸与天灾，天灭已经成为必然之势。北齐内部的衰弱，再遭北周与陈的外部进攻，最终亡国。