沈慶之閱過後，默不作聲，將信遞給劉康祖，劉康祖閱過，同樣眉頭深鎖，默不作語，暗道：“看來南北之戰已無從阻止，此戰必敗，並且此戰過後，陛下與太子的矛盾將爆發，屆時我將如何自處？”
劉義隆道：“拓跋燾身為帝王，寫信如同嬰孩，可見其已心虛，其以往之所向披靡，全賴崔浩。崔浩一死，拓跋燾便僅是有勇無謀的莽夫，懸瓠城之戰，十萬大軍難敵一千守軍，可見魏軍之弱。現在江河通暢，百道懼濟，正是出師北伐的大好時機。你們無需多慮，朕意已決。”
護軍將軍蕭思話等人同樣固諫北伐之事不可遽行，但劉義隆一無所納，不相信沙場名將沈慶之、劉康祖，而堅信從未上過戰場的丹楊尹徐湛之、吏部尚書江湛、彭城太守王玄謨等人，決意北伐，便命人起草詔書：“虜近雖摧挫，獸心靡革，驅逼遺氓，復規竊暴。比得河朔秦雍華戎表疏，歸訴困棘，跂望綏拯，潛相糾結，以候王師。並陳芮芮此春因其來掠，掩襲巢窟，種落畜牧，所亡太半，連歲相持，於今未解。又猜虐互發，親黨誅殘，根本危敝，自相殘殄。芮芮間使適至，所說並符，遠輸誠款，誓為犄角。遐邇注情，既宜赴獎，且水雨豐澍，舟楫流通，經略之會，實在茲日。”
決意北伐後，南朝上下開始準備。史書對南朝元嘉盛世的讚美無所不用其極，但事實是二十年的太平盛世尚不足以支撐宋朝發動一場大戰，為彌補國庫空虛，劉義隆下令，上起王公、王妃、公主以及全部官員、州長、郡長，每人都需捐款，揚州、南徐州、南兗州、江州四州中，凡是百姓家產超過五十萬錢的，僧侶尼姑的積蓄滿二十萬錢的，均需借出四分之一來供軍隊急用，等到戰事結束即行歸還。
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由於兵力不足，劉義隆徵召了青州、冀州、徐州、豫州、北兗、南兗六個州郡的青壯男子，每家三個壯丁抽一人、五個壯丁抽二人。
公元450年七月，劉義隆分派諸將分三路北伐，東路軍有六萬人，兵船一萬。輔國將軍蕭斌為統帥，寧朔將軍王玄謨率太子步兵校尉沈慶之、鎮軍諮議參軍申坦等水軍一萬為先鋒，經淮、泗入河，進攻碻磝、滑臺等地。同時，武陵王劉駿總率四州兵力，做為東路軍主力，水陸並進。該路大軍的主要目的為掃通黃河沿岸。
中路軍由太子左衛率臧質但任前軍，驍騎將軍王方回、建武將軍劉康祖、右軍參軍梁坦等率領步騎十萬，直趨許昌、洛陽。豫州刺史、南平王劉鑠聯營前進，在東西兩個方向一起舉兵進攻，後繼配合。南陽王劉鑠坐鎮重鎮壽陽，節制臧質等人。該路大軍的主要目的為克戍洛陽，以為北防根據。
西路軍以雍州剌史隨王劉誕為統帥，柳元景為建威將軍，總領振威將軍尹顯祖、奮武將軍曾方平、建武將軍薛安都、略陽太守龐法起，率兵進攻弘農，直趨長安。護軍將軍蕭思話，帶龍驤將軍杜坦，寧遠將軍劉德願，率荊、雍二州勁旅，向武關進發，揚威關中。該路大軍的主要目的為以巴蜀、漢中之軍騷擾北魏隴涼邊地，以配合大軍行動。
劉義隆又命江夏王劉義恭進駐彭城，為三軍統帥，統一排程諸軍。並命令其他各府和司空府使持節所督的各軍區，各派精兵協助。
劉義隆的部署是歷代南方北伐的常見部署，劉義隆之父劉裕與後世的朱元璋都曾成功過，但劉裕與朱元璋所面對的北方都是一盤散沙，而劉義隆面對的北方已徹底統一，塞外柔然也被打得滿地找牙，再無威脅，二者的難度自然有雲泥之判。
宋軍北伐的訊息很快傳到平城，群臣建議拓跋燾遣兵出擊。拓跋燾卻說：“馬匹未肥，天時尚熱，速出必無功。若兵來不止，且還陰山避之。展至十月，吾無憂矣。”在其看來，在炎炎夏日與宋軍打城市攻防戰非常不智，先拉長戰略縱深，耗費宋軍人力財力，再集中優勢騎兵，便可一舉擊破。
拓跋燾的打算並沒錯，在二十年前，公元430年，劉義隆趁北魏剛與北方柔然激戰、黃河以南屯兵減少之機，發動北伐。拓跋燾命令魏軍主動撤離河南，北渡黃河，以誘敵深入。因此，宋軍不費一兵一卒佔領滑臺、虎牢、洛陽、金墉等城。此時，西夏又趁亂攻打北魏，魏軍被兩面夾擊，看似岌岌可危，卻遊刃有餘，先是滅了夏國，後全力反攻宋軍。宋軍節節敗退，滑臺、虎牢、洛陽等重鎮也接連失守。後來劉義隆為挽回頹勢，加封檀道濟為都督征討諸軍事，率眾北上。檀道濟連戰連捷，後因糧盡退兵。
而此時，劉義隆自毀長城，將檀道濟除去，宋軍已無人有扭轉乾坤之能。因此，拓跋燾認為，此次南北大戰，魏軍可如上次那般，先是收縮戰線，等到氣候變冷，再縱馬南下，便可直取宋朝都城建康。等到其一把火燒了建康城，統一天下不過翻掌之間。
宋軍三路大軍並進，東路軍、中路軍是主力，西路軍最弱，而西路軍面對的卻是形勝為天下之最的關中，而打得最好的卻偏偏是西路軍。雖說西路軍的目的是以巴蜀、漢中之軍騷擾北魏隴涼邊地。但有柳元景、薛安都這兩員大將在，西路軍所取得的戰果自然不是“騷擾”二字這麼簡單。
趙謙與諸葛清嵐踏竹而行，趙謙道：“聽聞西路軍一路披荊斬棘，已經快打到關中了。薛世叔身先士卒，萬夫不擋，不過越是順利，我越是擔心。”
諸葛清嵐道：“得關中者得天下。拓跋燾不會不知道這一點，宋兵三路大軍齊發，勢如破竹，而西路軍已經逼近關中。平城卻毫無動靜。此點確實奇怪。”
趙謙道：“拓跋燾精通兵法，他是想將宋軍戰線拖長，再憑藉騎兵無與倫比的機動性，一舉擊潰宋軍。此舉乃明智之舉。不過薛世叔乃宋朝第一猛將，拓跋燾不會不特別對待。不知其會佈下何等歹毒手段？”