雍熙三年（986年），宋太宗决定北伐辽国，收复燕云十六州。以忠武军节度使潘美为云、应路行营都部署，任西路军主将，杨业为副主将，西上阁门使、蔚州刺史王侁，军器库使、顺州团练使刘文裕为护军。

各路大军接连攻下了云州、应州、寰州、朔州四个州，军队驻扎在桑乾河边，恰逢东路曹彬的部队出师不利，在岐沟关之战中惨败，各路军马都被撤回，潘美等人回到代州。不久，朝廷下诏把这四个州的百姓迁徙到内地，命令潘美等人带领部下的军队保护百姓。当时辽朝萧太后和大臣耶律汉宁、南北皮室以及五押惕隐率领军队十多万人，再次攻陷了寰州。杨业对潘美等人说：“辽兵兵力和士气很旺盛，不能和他们交战。朝廷只是让我们护送这几个州的百姓，只需带领部队从大石路出发，先派人秘密告诉云州、朔州的守将，等到大军离开代州的那天，命令云州的军民先出发。我的部队驻扎在应州，契丹人必然来抵抗，就下令让朔州百姓出城，直接进入石碣谷。派一千弓箭手埋伏在谷口，命骑兵在中路支援，那么三州的百姓，就能够万无一失了。”

王侁反驳他的建议说：“带领好几万精兵却如此畏惧怯懦。只需直奔雁门北川，大张旗鼓的前进。”刘文裕也赞成王侁。杨业说：“不行，这样一定会失败。”王侁说：“将军一直号称‘无敌’，看到敌人却犹豫不前，难道有别的心思吗？”杨业说：“我不是怕死，只是时机对我们不利，白白让士卒死伤却立不了功。您责怪我为何不死，我应当在大家前面。”将要出发，哭着对潘美说：“这次行动一定对我们不利。我，是太原的降将，按理应当处死。皇上没有杀我，恩宠我让我做了将帅，交给我兵权。不是我放过敌人不去攻击，只是想等时机，准备立点军功来报效国家。大家责怪我躲避敌人，我应当率先死命杀敌。”并指着陈家谷口说：“各路军马在这里摆开步兵、弓箭，支援左右翼的兵力，等我转战到这里，你们就用步兵夹击敌人救援我们，否则，都会被敌人所杀。”潘美于是和王侁率领部下的兵马在谷口布阵。

辽朝视杨业为大患，要求务必生擒杨业。辽将耶律斜轸听说杨业出兵后，令萧挞凛设下埋伏。等杨业领兵到来时，耶律斜轸与之交战，佯装败退，然后伏兵四起，耶律斜轸再次进攻，杨业退至狼牙村。从寅时到巳时，王侁派人登上托逻台眺望，以为契丹军队被打败撤走，都打算争功，立即率兵离开谷口。潘美不能制止，于是沿着交河向西南行军二十里。不久听说杨业战败，立即带兵后退。

杨业奋力交战，从中午到傍晚，果然来到陈家谷口。一看没有人，就拍着胸膛非常悲恸，继续率领部下士兵奋力作战，身上受了十多处伤，士兵都快死光了，杨业依然亲手杀了数百名辽军。战马受了重伤不能前进，藏身林中，中辽将耶律奚低之箭，落马被俘。他的二子杨延玉也战死了。杨业叹息说：“陛下待我很丰厚，我期望征讨敌人保卫边境来报效他，反而被奸臣所胁迫，导致军队被打败，有什么脸面活着呢！”于是绝食三天而死。时为雍熙三年（986年）七月十二日。耶律斜轸割下杨业的脑袋，献给辽廷。杨业英勇事迹被传为佳话，不仅宋朝，辽朝也在密云古北口修建杨无敌庙，以祀奠杨业。

宋太宗听说以后，非常悲痛惋惜，随后下诏说：“拿兵器保卫国家，听到鼓声就想起将帅。尽力杀敌，气节豪迈，如果不追封表彰，如何弘扬忠义刚烈！原云州观察使杨业真如坚硬的金石，他的气节让风云激荡。他本是陇上的雄才，山西的望族。投身军队，誓立战功。正指挥虎狼般的军队，防守边境报效国家。可是各将领不遵守约定，不上前救援。杨业带领孤军，陷入沙漠；刚毅忠烈，视死如归。古人之中，也没有比他更崇高的了！所以特地举行典礼，来表彰他的忠烈。如果他的灵魂有知，应道了解我的深意。追赠为太尉、大同军节度使，赐他的家人布帛一千匹、粮食一千石。大将军潘美降职三级，监军王侁免冠、流放到金州，刘文裕免官、流放到登州。”

朝廷封杨业的长子供奉官杨延朗担任崇仪副使，二子殿直杨延浦、三子杨延训同为供奉官，杨延瑰、杨延贵、杨延彬同时担任殿直。

杨业初为北汉将领，屡立战功，官至建雄军节度使。归宋之后治军严明，整饬所部，针对边地及辽军作战特点，悉心钻研战法，亲临教场，严格督教。次年，辽军十万攻雁门关（今山西代县西北），杨业率精骑迂回至关北，与宋军主力南北夹击，杀辽将萧咄李，俘都指挥使李重诲，大获全胜。

雍熙三年（986年），宋军分三路攻契丹，杨业任云应路行营副都部署，与都部署潘美、监军王侁率军出雁门关，连克寰、朔、应、云等州。后因东路军在岐沟关（今河北涿州西南）溃败，契丹军乘胜西进复占寰州，奉命与潘美掩护四州民众南撤。力主避敌锋锐，分兵诱其向东，设伏阻扼契丹军南下，保障民众转移。潘美、王侁不纳其策，强令趋朔州迎战契丹军。杨业知此战必败，临行前约潘美在陈家谷口（今山西宁武北）接应。遂挥军奋进，陷入重围，苦战终日，无援绝食而死。

在山西省代县城，有一座古老的钟鼓楼上悬挂着“威震三关”、“声闻四达”两块巨大的题匾。传说这是人们为纪念杨家将不朽功勋，流传至今的一处珍贵遗迹。

赵光义：执干戈而卫社稷，闻鼓鼙而思将帅。尽力死敌，立节迈伦，不有追崇，曷彰义烈！故云州观察使杨业诚坚金石，气激风云。挺陇上之雄才，本山西之茂族。自委戎乘，式资战功。方提貔虎之师，以效边陲之用。而群帅败约，援兵不前。独以孤军，陷于沙漠；劲果猋厉，有死不回。求之古人，何以加此！是用特举徽典，以旌遗忠。魂而有灵，知我深意。

曾巩：邺（杨业）勇而有谋，与下同甘苦。代北苦寒，未尝独设炭。为政简易，郡民爱之，天下闻其死，皆为之愤叹。

欧阳修：父子皆名将，其智勇号称无敌，至今天下之士至于里儿野竖，皆能道之。

苏颂：汉家飞将领熊罴，死战燕山护我师；威信仇方名不来，至今遗祠雁门关。

脱脱：昔许子卒于师，葬之加等。《春秋》书之，所以褒臣节而儆官守也。业、罕儒、光实咸当捍城之寄，临戎力战，殁于敌境。虽罕儒恃勇不戒，光实甘贼迁之言，失在轻敌，然其忘躯徇节，诚可嘉也。业本太原骁将，感太宗宠遇，思有以报。常胜之家，千虑一失。然其素得士心。部卒不忍离去，从之以殁，则忠义之风概可见矣。嗣与延昭并克绍勋伐。延昭久居边阃，总戎训士，威名方略，闻于敌人，于嗣为优。晖于危时则有陷阵之功，平日则献息戎之谏。超频战以清淮海，其忠诚勇果，率有可尚者焉。

《杨家将演义》：矢尽兵亡战力摧，陈家谷口马难回。李陵碑下成大节，千古行人为感悲。

王夫之：杨业，太原之降将也，父子握兵，死士为用，威震于契丹；谤书迭至，且任以边圉而亡猜。

蔡东藩：杨业骁将也，久历行阵，匪惟勇号无敌，即料事度势，亦有先见之明，美乃不信其言，反误信一忮刻之王侁，卒至孤军应敌，力竭身亡。

关于杨业的籍贯，有三种观点：

杨业生年在史书中没有记载。有学者考证认为生于后唐长兴三年（932年）。

杨业的去世时间也有多种说法，《宋史》称他死于雍熙三年（986年）五月，《辽史》称他死于七月，《东都事略》、《续资治通鉴长编》称他死于八月。经学者考证，他的死亡时间应该是雍熙三年七月十二日（986年8月20日）。

关于杨业降宋的经过，有两种截然不同的说法：

《宋史·杨业传》

宋元的民间艺人把杨家将的故事编成戏曲，搬上舞台。到了明代，民间又把他们的故事编成《杨家府演义》、《杨家将传》，用小说评书的形式在社会民间广泛传播。评书杨家将小说中，杨业，又名杨令公；擅使大关刀，故有金刀杨业的美誉。

杨继业劝北汉主要加强防备，体恤百姓，北汉主不理睬，宋太宗进攻北汉，杨继业舍命保卫北汉。后来，北汉战败，杨继业却仍在城南与宋军苦战。宋太宗早就听说杨继业是一员勇将，便派北汉亡国皇帝的亲信前去劝降。见到皇帝派来的劝降使者，杨继业悲愤地大哭了一场，投降了宋朝。宋太宗早知道杨继业忠心英勇，封其为令公。

杨继业总共有七个儿子，辽国天庆王入侵大宋，杨继业随宋太宗北伐，行经五台山，杨业率七子上山拜佛，以求平安。方丈智聪禅师得道高深，见杨业以天下为已任，极为感动，不忍杨家遭受灭顶之灾，却又不敢道破天机，便劝杨业解甲归田。老令公不从，”智聪禅师道：“我有一言，留给将军——金沙滩双龙会；七子去六子回，” 老令公以为会有个儿子回不来，便请智聪禅师解说，禅师摇头不答，老令公也不勉强，逐率七子下山出征。

杨家军作为主力先锋，所向披靡，辽兵节节败退。辽主天庆王（原型为大辽天赞皇帝耶律贤）为鼓励士气，亲临幽州前线，与宋军对峙。天庆王想出“以退为进”的计策，借口谈判，请宋帝赴金沙滩商议，想诱出宋帝与杨家军，布下天罗地网，准备一举擒下宋帝与杨家将。杨业识破诡计，因长子杨延平长得与皇帝相象，便向太宗建议由延平穿上皇袍，假装皇帝与辽国谈判。太宗同意由杨延平代替自己，率军远赴金沙滩。带杨家二郎、三郎、四郎、五郎出发前往。杨继业和六郎、七郎则留在皇帝处保驾。结果杨家儿郎损失殆尽。

杨七郎曾打死太师潘仁美子潘豹，潘仁美在辽军入侵时，设计让杨继业为先锋，然后按兵不动，最终虽然杨家军奋战杀敌，辽兵急剧增加，杨家军各三路都被冲散，首尾不能相顾。杨业与耶律奚交锋时中了埋伏，耶律奚守着斜谷口，箭矢之下不能出斜谷口。此时，六郎延昭认为辽兵剧增不能挡，便派七郎延嗣冲出重围，找主帅潘仁美搬救兵求援。杨业且战且退到午时，最后退到两狼山，手下只剩百余人。杨令公此时盼兵不到，望子不归。辽兵再次进攻，最后全军覆没。杨令公不想被俘受辱，撞死在李陵墓前。