不久，辽国一万多骑兵来犯，潘美秘密行军，以迅雷不及掩耳之势发起攻击，大破辽军。宋太宗十分高兴，封潘美为代国公。太平兴国八年（983年），改任忠武军节度使，升封为韩国公。
公元982年，辽主耶律贤死去后，即位的辽圣宗耶律隆绪才10岁，所以由他的母亲萧太后执政。有人向宋太宗建议，认为辽国幼主即位，朝政不稳，可趁机收复燕云十六州。宋太宗接受了这个建议，于雍熙三年（986年）命潘美、曹彬、崔彦进分别率大军北伐，并且派杨业做潘美的副将。
三路大军分路进攻，旗开得胜，潘美、杨业这一路人马出兵雁门关，很快收复了四个州。但是，曹彬率领的主力由于孤军深入，被辽军杀得大败，宋太宗急忙命令各路大军撤退。
潘美、杨业接到命令，就率领大军，掩护四个州的百姓退到狼牙村。这时，辽兵已占领了寰州（今山西朔县东），兵势十分凶猛。杨业建议派兵佯攻，吸引住辽兵主力，然后派精兵埋伏在撤退的路上，掩护军民撤退。
监军王诜反对杨业的意见，说：“我们带了几万精兵还怕他们？我们只管沿着雁门大路，大张旗鼓地行军，也好让辽军见了害怕。”
杨业说：“现在敌强我弱，这样干一定要失败。”
王诜带着嘲笑的口气说：“杨将军不是号称杨无敌吗，怎么在敌人面前却畏缩不前了，是不是另有打算呀？”
这一句话把杨业激怒了，他说：“我并不是怕死，只是看到现在时机对我们不利，怕士兵白白丧命。你们一定要打，我可以打头阵。”
潘美爱惜杨业是个难得的将才，本来不同意他去送死，但有王诜从中作梗，只得违心同意。杨业无可奈何，只好带领手下人马出发了。临走时，潘美抓住杨业的马缰绳，说：“杨将军此去一定要多多保重，能胜则胜，不能胜则迅速回兵，不必恋战。”接着又问道：“杨将军还有什么要交代的吗？”杨业含着眼泪对潘美说：“这个仗肯定要失败，我本来想看准时机痛击敌人，报答国家。现在大家责备我惧敌，我不得不先死了。”
接着，他指着前面的陈家峪（今山西朔县南）说：“希望你们在这个谷口两侧埋伏好步兵和弓弩手，我兵败之后，退到这里，你们带兵接应，两面夹击，也许有转败为胜的希望。”
杨业出兵没多远，果然遭到辽军的伏击。他带兵拼杀了一阵，终于抵挡不住，只好一边打一边把辽军引向陈家峪。到了陈家峪，正是太阳下山的时候。杨业退到谷
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