东魏天平四年（537年），由宇文泰控制的西魏关中出现大旱灾，导致大饥荒，军民皆无粮果腹，高欢见时机已到，就亲自带兵二十万自壶口出发赶往蒲津。准备在沙苑开战，一举歼灭宇文泰。
为了救活军民，宇文泰带着不到一万的军马，来到专门用作屯粮的弘农谷仓休整了五十多天，好不容易才让饿得几乎皮包骨头的军士歇缓过来，就打算带人去东魏的陕州抢点粮食回去。
当他收到高欢渡河来进攻的军报后，赶忙退回军队进入关中备战。这时，东魏大将高敖曹带着三万兵马前来，把宇文泰屯兵休整的弘农谷仓团团包围住，打算就此消灭宇文泰。
正当高欢准备渡过黄河攻打宇文泰军队时，他的参谋劝说道：“大王，依属下看来，西魏贼兵连年饥荒，所以冒险到陕州来抢仓粟粮食，现在高敖曹将军已经围住了弘农粮仓，宇文泰的粮食运不出去。我们最好分兵诸道，不与敌兵接战，等到麦熟秋收时分，敌方军民饿死大半，宇文泰不死也得投降。所以我们最好别渡黄河。”
大将侯景也劝告说：“我军几十万士兵一举前来，万一不胜，一时难以集结兵马。不如把大军一分为二，相继而进。前军若胜，后军全力攻上；前军若败，后军可以接应，到时作为后备队出击迎敌。”
可惜高欢对窦泰的死一直放不下，时刻想着要为他报仇，就是因为报仇心切，加之轻敌，他对这两条意见都没有听进去，自行带兵经蒲津渡过黄河继续向前推进。
宇文泰领兵来到渭水南岸，因他征召的知州兵马还没有到位，他手下诸将都以为敌众我寡，双方兵力悬殊，向宇文泰提出建议，待高欢军队再往西行后才出兵相会。
宇文泰则不同意众人的意见，坚持不可以坐失良机，他说：“高欢如果到了长安，肯定人情民心全都会降服于他。现在趁他长途跋涉远来新到，正好一举可以击破。”
于是，宇文泰下令兵士造浮桥渡渭河，令军士每人只带上三天粮食，在距离高欢大军六十里处屯军。
又派手下将领达奚武带上三个骑兵化装成东魏军士，于傍晚时候混入高欢营内，想办法探出高欢大军的军中口令，然后昂首扬鞭，假装成督察官，在各个军营都转了一圈，看见有衣冠不整或不遵法纪的东魏兵士，还上前举鞭乱打一顿，转了个通宵后，查明高欢军中一切部署后才返回营中复命。
高欢得知宇文泰的兵马已经到了，就率领军兵准备迎战敌军。宇文泰手下将领李弼认为此时敌众我寡，不能在平地布置军阵，于是决定在十里以外的渭曲那里，藏在长满芦苇的沼泽地埋伏等候。
宇文泰觉得此计可行，命令军士们都偃旗息鼓，埋伏在芦苇丛中，听见鼓声就一齐冲出。
高欢得知宇文泰的兵马在渭曲埋伏，正要下令兵士发起攻击。部下都督斛律羌举劝说道：“宇文泰只想决一死战，豁上命也要咬人。渭曲芦苇茂密，泥泞不堪，士兵交战用不上全力，不如与其相持，再暗中派精兵掩袭长安，端掉敌军的老窝，如此则宇文泰必可生擒。”
高欢听说渭曲芦苇丛生，灵机一动说道：“我们不如放把大火把敌军烧死，你们认为怎么样？”可是侯景却说：“高王，属下认为应该生擒宇文泰向百姓宣示，如果他被烧成焦炭，谁会相信高王真的大胜了呢。“
高欢正踌躇之间，大将彭乐又盛气请战，大声嚷嚷道：“高王，我们人多势众，百人擒一，还怕不打胜仗吗？”于是高欢下令向着芦苇丛林进击。
东魏兵望见西魏兵寥寥无几，一个个贪功冒进，应有的战阵散不成形。与西军相交之际，宇文泰亲自擂响鼓号，埋伏于芦苇丛中的兵士奋勇而起，李弼带领的另一支铁甲骑兵又从侧面突然杀出横切进行攻击，东魏军队被西魏骑兵截成两段，军卒见此情形顿时大恐，四散逃生。
看见军伍散乱，高欢想先收兵集结后再出击。点名官过了一会回来，禀告说：“报，众营皆空，兵士死散，没人应答。”高欢不甘心，还在犹豫。大将斛律金劝说：“高王，现在众心离散，不可复用，我们应该立即奔往黄河以东。”
高欢据鞍叹息不动，斛律金以鞭击打高欢的战马，战马受惊便向前飞奔，军兵见到主帅高欢都已经逃离战场，便跟着一窝蜂逃走，一行人到了河边差点没找到船，只能狼狈渡河撤退。
此战下来，高欢丧失带甲士兵八万人，丢弃铠仗十八万件，原本可以击溃宇文泰的机会自此丧失。大将高敖曹听闻败报后，也从弘农撤围，退军保护洛阳。
但是西魏宇文泰原本是因为灾荒，缺粮饿死了大量士兵，可是经此一胜，缴获得高欢军队的大量兵器装备，还有大批粮草，又俘虏了大量东魏军兵，从此变得兵精粮足，成为高欢日后的心腹大患。