显德元年（954年），柴荣即位，擢升赵匡胤执掌禁军。此年，北汉、契丹联军入侵，柴荣御驾亲征，双方在泽州高平（今山西高平）摆开战场。战斗将要展开的时候，宁江军节度使樊爱能等人首先逃跑，后周军十分危急。在此死生存亡关头，赵匡胤振臂高呼：“主上面临险境，我等当拼死一战！”
又让禁军大将张永德率弓箭手抢占左边高地。赵、张二人各率精兵两千，左右夹击，以死拼杀，顿挫敌锋，加上柴荣亲临督战，士气大振。最终，北汉军队大败溃逃。赵匡胤乘胜进攻河东城，焚烧城门，左臂被流箭射中，柴荣制止他再攻城。回师后，赵匡胤被任命为殿前都虞候，领严州刺史。显德三年（956年）春，赵匡胤跟随柴荣征伐淮南，首战便在涡口（今安徽怀远东北）打败南唐军万余人，斩杀南唐兵马都监何延锡等人。南唐奉化军节度使皇甫晖、常州团练使姚凤率领号称十五万的军队，驻扎在清流关（今安徽滁州西郊关山中段），赵匡胤率军将其击败。赵匡胤追到城下，皇甫晖请布阵决胜，赵匡胤笑着同意。皇甫晖摆好阵式出战，赵匡胤抱着马脖子直冲南唐阵内，砍中皇甫晖的脑袋，将其与姚凤一同擒获。其父赵弘殷时任马军副都指挥使，率军半夜时来到城下，传呼开门，赵匡胤说：“父子诚然是至亲，但是城门开关，却是国家的事情。”
等到天亮，赵弘殷才得以进城。定武军节度使韩令坤攻下扬州，南唐军又来争夺，韩令坤主张退兵，柴荣命令赵匡胤率兵二千赶往六合。赵匡胤下令说：“扬州兵敢有过六合的，砍断他们的脚。”
韩令坤才固守扬州。赵匡胤不久在六合东面打败南唐齐王李景达，斩杀一万多人。回师后，赵匡胤被任命为殿前都指挥使，不久又被加授为定国军节度使。显德四年（957年）春，赵匡胤跟随柴荣出征寿春，攻克连珠寨，乘势攻下寿州。回师后，柴荣又拜他为义成军节度使、检校太保，仍任殿前都指挥使。此年冬，赵匡胤跟随柴荣征伐濠州、泗州，充当前锋。此时，南唐在十八里滩扎寨，柴荣刚刚商议用骆驼摆渡军队时，而赵匡胤已率先单骑横渡而过，他的部下骑兵也紧随他渡过了河，因而攻破南唐军寨。又用缴获的南唐战舰乘胜攻克泗州。南唐在清口驻屯军队，赵匡胤跟柴荣两翼分兵沿淮河东下，连夜追到山阳，俘获南唐保义军节度使陈承昭，因而攻下楚州。赵匡胤乘胜进军，在迎銮江口打败南唐军，直抵南岸，烧毁其营寨。又在瓜步攻破南唐军，淮南最终平定。南唐中主李璟畏惧赵匡胤的威名，派遣使臣送给赵匡胤一封信，馈赠三千两白金，企图使用离间计。赵匡胤收到后，把白金全部送到内府，南唐的离间计失败。显德五年（958年），赵匡胤改任忠武军节度使。次年，柴荣北伐，赵匡胤担任水陆都部署。到达莫州，先到瓦桥关，守将姚内斌投降；又打退几千名契丹骑兵，关南平定。柴荣在行军路上，审阅各地所上文书，得到一只皮口袋，袋中有一块三尺多长的木板，上面写着“点检作天子”，柴荣感到这件事十分奇怪。当时张永德任殿前都点检，柴荣卧病回京，命赵匡胤任检校太傅、殿前都点检，以接替张永德。同年，柴荣驾崩，年仅七岁的柴宗训（后周恭帝）继位，赵匡胤改任归德军节度使、检校太尉。显德七年（960年）正月初一，风闻契丹和北汉联兵南下，宰相范质等人不辨真假，匆忙派遣赵匡胤统率诸军北上抵御。正月初二，赵匡胤统率大军离开都城，夜宿距开封东北二十公里的陈桥驿（今河南封丘东南陈桥镇），兵变计划就付诸实践了。这天晚上，赵匡胤的一些亲信在将士中散布议论，说“今皇帝幼弱，不能亲政，我们为国效力破敌，有谁知晓；不若先拥立赵匡胤为皇帝，然后再出发北征”。将士的兵变情绪很快就被煽动起来。次日，赵匡胤的弟弟赵匡义（后改名光义，即宋太宗赵炅）和亲信赵普见时机成熟，便授意将士将一件事先准备好的黄袍披在假装醉酒刚醒的赵匡胤身上，并皆拜于庭下，拥立他为皇帝。众人呼喊万岁的声音几里外都能听到。赵匡胤装出一副被迫的样子，说：“你们自贪富贵，立我为天子，能从我命则可，不然，我不能为若主矣。”
拥立者们一齐表示“惟命是听”。赵匡胤就当众宣布：“回开封后，对后周的太后和幼主不得惊犯，对后周的公卿不得侵凌，对朝市府库不得侵掠，服从命令者有赏，违反命令者族诛。”
诸将士都应声“诺”。赵匡胤于是率兵变的队伍回师开封。守备都城的主要禁军将领石守信、王审琦等人都是赵匡胤过去的“结社兄弟”，得悉兵变成功后便打开城门接应。当时在开封的后周禁军将领中，只有侍卫亲军马步军副都指挥使韩通在仓促间想率兵抵抗，但还没有召集军队，就被军校王彦升杀死。陈桥兵变的将士兵不血刃就控制了都城开封。这时范质等人才知道不辨军情真假，就仓促遣将是上了大当，但已无可奈何，只得率百官听命。翰林学士陶谷拿出一篇事先准备好的禅代诏书，宣布柴宗训禅位。赵匡胤遂正式登皇帝位，轻易地夺取了后周政权，改封柴宗训为郑王。由于赵匡胤在后周任归德军节度使的藩镇所在地是宋州（今河南商丘），遂以宋为国号，定都开封，改元“建隆”，史称“宋朝”、“北宋”。在结束五代十国局面的过程中，北宋统治者着重考虑的问题有两个：一是如何重建中央集权的专制统治，使唐末以来长期存在的藩镇跋扈局面不再继续出现；二是如何使赵宋王朝长期巩固下去，不再成为五代之后的第六个短命王朝。建隆元年（公元960年）末，宋太祖平定李筠及李重进叛乱后的一天，召见赵普问道：“为什么从唐末以来，数十年间帝王换了八姓十二君，争战无休无止？我要从此息灭天下之兵，建国家长久之计，有什么好的办法吗。”
赵普精通治道，对这些问题也早有所考虑，听了太祖的发问，他便说这个问题的症结，就在于藩镇太重，君弱臣强而已，治理的办法也没有奇巧可施，只要削夺其权，制其钱谷，收其精兵，天下自然就安定了。赵普的话还没说完，宋太祖就连声说：“你不用再说了，我全明白了”。于是一个重建中央集权专制制度的计划就这样酝酿出来，并逐步付诸实施了。在北宋中央集权方面，最重要的是兵权，也是首先要解决的问题。范浚在《五代论》中指出：“兵权所在，则随以兴，兵权所去，则随以亡”。这些话揭示了唐末五代以来，在政治局面变换中，兵权所起的决定性作用。从小军官到殿前都点检，又从殿前都点检跃上皇帝宝座的赵匡胤，十分懂得军事力量的重要作用。因此，宋朝一建立，他就吸取后周灭亡的教训，加强了对禁军的控制。建隆二年（公元961年）太祖鉴于当时已控制局势，就着手陆续采取了一些措施，把殿前都点检镇宁军节度使慕容延钊罢为山南东道节度使，侍卫亲军都指挥使韩令坤罢为成德节度使。因为殿前都点检是宋太祖黄袍加身前担任过的职务，从此不再设置。由石守信接替韩令坤任侍卫马步军都指挥使。起初太祖以石守信等人都是自己的故友，并不介意，赵普就向他数次进言说：“臣也不担心他们会背叛陛下，但是如果他们的部下贪图富贵，万一有作孽之人拥戴他们，他们能够自主吗”？这些话实际上是提醒宋太祖，要他记住陈桥兵变的事件，避免类似的事件重演。果然宋太祖采取措施要解除禁军高级将领的兵权。作者有话说：欢迎大家发表意见。