，柴荣即位称帝，是为周世宗。周世宗柴荣即位后，赵匡胤被调到中央禁军任职，并于同年二月随周世宗北上抗击前来进犯的北汉。北周和北汉在高平（今山西晋城东北）展开大战。战斗开始不久，人多势众的北汉军队就占了上风，后周大将樊爱能、何徽见阵势不好，吓得临阵逃脱。主将一走，士兵也跟着后退，一时间后周军队阵脚大乱。在此紧要关头，赵匡胤对部下高喊：“主危臣死，拼死效忠的时候到了！”随后持戟跨马，率先冲入敌阵，其部下的两千骑兵抖擞精神，跟随赵匡胤冲入敌阵。北汉军队受不住这突如其来的冲击，纷纷败退，后周军队转败为胜。

高平之战后，周世宗立即严肃军纪，将逃跑的大将樊爱能、何徽严厉处罚，擢升赵匡胤为殿前都虞侯，并委以整顿禁军的重任。在赵匡胤的主持下，后周禁军完成了汰除老弱、调选精壮和组建殿前司诸军三项工作。赵匡胤利用主持整顿的机会，发展自己的势力，将心腹罗彦环、郭延赟、田重进，潘美，米信、张琼、王彦升等人安插到殿前司诸军各重要部门，同时又主动与其他中高级将领交结，并同石守信、王审琦、韩重斌、李继勋、刘庆义、刘守忠、刘廷让、王政忠，杨光义等高级将领结拜为义社十兄弟，赵匡胤逐渐拥有了自己的势力。之后，伴随着后周世宗不断地南征北战，赵匡胤因功逐渐升迁，被提升为忠武军节度使兼殿前都指挥使。此后，赵匡胤不但交结武将，也与赵普、王仁瞻、楚昭辅、李处耘等文人来往，并罗致到麾下，成为心腹幕僚。