天嘉五年（公元564年）十月初十，宇文邕授给宇文护斧钺。十月十三，又亲自到沙苑劳军。率军抵达潼关后，宇文护派柱国尉迟迥领十万精兵为前锋，向洛阳进发，大将军权景宣率山南之兵向悬瓠进发，少师杨檦出轵关。十一月，宇文护进屯弘农。此时，尉迟迥已经包围了洛阳，雍州牧、齐公宇文宪、同州刺史达奚武、泾州总管王雄驻军在邙山。杨檦镇守北周东境二十多年，屡次和北齐作战，战无不胜，对北齐渐生轻视之意。这一次，杨檦出轵关后独自领兵深入，又不设防。十一月二十，北齐太尉娄睿突然领兵杀到，大败杨檦，杨檦就此向北齐投降。决战尚未开启，先损一员大将，北周的这次东征透着一丝诡异。与此同时，权景宣率军围困悬瓠。十二月，北齐豫州道行台、豫州刺史、太原王高士良、永州刺史萧世怡一起献城投降了北周。权景宣命开府郭彦镇守豫州，谢彻镇守永州，把高士良、萧世怡和降兵一千人送到长安。之后，北周军筑土山、挖地道攻打洛阳。然而，强攻了三十天也没有攻下来。宇文护命部将切断河阳的道路，阻止北齐援军，然后一同攻打洛阳。部将们以为齐兵一定不敢出城，所以只派人侦察，并没有认真执行。得知北周大举来犯，高湛派兰陵王高长恭（高澄第四子）、大将军斛律光前往救援洛阳，因为惧怕北周的兵力强大，一时不敢前进。高湛忧心忡忡，召见并州刺史段韶道：“洛阳危急，现在派兰陵王去救援。但突厥在北面，也要加以防御，怎么办？”段韶回答道：“北虏侵犯边境，只不过像身上长了疥疮皮癣。西邻对我们窥伺进逼，这才是心腹之患，臣愿奉陛下诏命到南方御敌。”高湛顺口道：“朕的意思也是如此。”于是下令段韶率领一千名精锐骑兵从晋阳出发。十二月初三，高湛也从晋阳亲自赶赴洛阳。段韶从晋阳出发，五天后渡过黄河，正巧连日大雾，于十二月初八到达洛阳，率领帐下三百骑兵和将领们一同登上邙阪，观察北周军形势。抵达太和谷时，段韶和北周军不期而遇，他立即派人骑马遍告各营，会集骑士，严阵以待。当时，段韶是左军，高长恭是中军，斛律光是右军。北周人没有想到段韶亲自到来，心生惧意。段韶向北周军喊话道：“宇文护刚得到母亲，你们马上来侵扰，这是为什么？”北周军强词夺理道：“上天派我们来，有什么好问的！”段韶道：“天道是赏善罚恶的，是派你们送死来了！”北周军以步兵在前，上山迎战，段韶且战且退，诱敌深入，等对方士气衰竭时下马发起反攻，北周军就此大败，瞬间崩溃，坠落在溪流和山谷中而丧生的不计其数。与此同时，高长恭以五百骑兵冲进北周军的包围圈，直抵金墉城下，大呼开门。城里守军不认识高长恭，不敢开门，高长恭脱去甲胄露出真容，守军大喜，派出弓箭手下来接应他。眼见大势已去，城下的北周军解围而去，从邙山到谷水三十里间的川泽都是北周军丢弃的兵器辎重，只有宇文宪、达奚武和王雄在后面拼死作战。王雄尤其勇猛，策马冲入斛律光的阵营，斛律光退走，王雄紧紧追赶。追到最后，斛律光的左右走散，只剩下一名奴仆和一支箭。王雄手按长矛离斛律光不到一丈远，对他道：“我因为爱惜你而不杀你，要活捉你去见天子。”斛律光不愿束手就擒，放箭射中王雄的额头，王雄用手抱住马颈逃走，回到军营后不治身亡。王雄既死，军中士气大落，在宇文宪的极力抚慰和激励下，军心才稍为平定。夜里，他将军队集中起来，准备到天亮时再战。达奚武正色道：“洛阳的军队都散了，人心已乱，如果不趁晚上迅速退走，只怕明天想走也走不成。我在军中已久，完全了解这种形势，您少不经事，怎能把数营士兵送进虎口！”坚持退兵，宇文宪只好一起撤退。与此同时，得知主力已从洛阳撤退，权景宣也只好放弃豫州退走。十二月十三，高湛抵达洛阳，任命段韶为太宰，斛律光为太尉，高长恭为尚书令。此战中，高长恭虽然表现优异，但并不是决定战争胜负的关键因素，段韶才是首功之臣。然而，高长恭年轻俊美，和他的勇猛形成了鲜明对比，具备极强的传播效应，以至于成了邙山之战最耀眼的主角。用现在的话说，这是小鲜肉战胜了老戏骨，并一直红到了现在。但身为宗室，又是第一次走上战场，高长恭有如此表现确实很难得，他也因此一战成名，成为北齐军中的后起之秀。宇文护本来就没有将帅之才，行动又不是他的本意，所以无功而归。但不管如何，他毕竟损兵折将，只得和将领们向宇文邕叩头请罪。对于宇文护的瞎胡闹，宇文邕敢怒不敢言，还得耐着性子加以慰劳，至于说处罚，那是万万不敢的。天嘉六年（公元565年）二月，为了维护和突厥的友好，北周派陈公宇文纯、许公宇文贵、神武公窦毅、南阳公杨荐等准备皇后的仪仗、侍卫、行装，和六宫的一百二十人，到突厥可汗的牙帐迎接可汗的女儿。
然而，木杆可汗见北周几次三番都不能奈北齐何，转而与北齐和好，想要把女儿嫁给北周，把北周派去迎亲的使者扣留了数年之久。
光大二年（公元568年）春，突厥突然遭遇狂风惊雷，连木杆可汗所住的毡帐都遭到破坏，连续十几天都没有停止。木杆可汗大惊，以为这是上天对他背弃北周的谴责，重新准备礼物将女儿送去长安。
三月初三，突厥公主抵达长安，宇文邕行亲迎之礼，并将其立为皇后。经过这一番波折，北周总算和突厥暂时结成联盟。
