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疆土收复、大势初定，柴荣着手稳固新得疆土、建制立守、镇守边关。为永久管控益津、瓦桥两大战略关隘，杜绝契丹再度南侵，朝廷下诏划地建制：以瓦桥关为核心设立雄州，以益津关为核心设立霸州，取雄霸北疆、镇守国门之意，派驻重兵、修筑城防、安置百姓，筑牢中原北疆屏障。
大军驻守瓦桥关休整之际，先锋都指挥使张藏英主动请缨，率精锐骑兵出关北进，于瓦桥关以北突袭辽朝游动骑兵，一举击溃数百辽骑，扫清关外残余敌兵，顺势攻克固安县，进一步拓展北疆纵深，兵锋直逼幽州腹地。
此次旷世北伐，堪称五代以来中原对契丹最辉煌的大捷。柴荣整军出征，前后仅四十二日，大军所向披靡、鲜有血战、兵不血刃，接连收复幽云三关、三州之地，囊括十七县疆域。沦陷数十年的中原故土重归汉土，北疆百姓重沐王化，契丹举国震动、朝野惶恐，一度无力南窥中原。
连战连捷、全线告捷之下，柴荣壮志未减、战意愈浓。五月丙午日，柴荣于瓦桥关大营召集全军诸将，召开军事会议，决意乘此全胜之势、挟雷霆之威，挥师北上、直捣黄龙，一举攻克幽州，彻底收复幽云全境，永绝北疆边患。
未曾想，此番决策却遭到全军诸将集体劝阻。诸将皆以为，大军转战月余、长途奔袭，士卒疲惫、亟待休整；且幽州为辽朝南京重镇，契丹必定举国精锐死守，攻坚难度极大、恐难速胜，贸然深入恐生变数，不如暂且休兵守土、休整再战。
一众将帅纷纷进言、恳请班师休整，唯独柴荣雄心未泯、执意进取。他深知战机转瞬即逝，如今辽军胆寒、军心溃散，正是一举收复幽云的最佳时机，不愿半途而废、错失千秋功业，故而拒不采纳诸将保守之策，执意筹备进军幽州。
奈何天不假年、天妒英主。就在北伐大功将成、即将挺进幽州的当夜，柴荣骤然身染重疾，高热不止、身心俱损，病情来势汹汹、急转直下。随军御医诊治之后，皆言圣体劳损过甚、需即刻返程静养，不可久驻边关、不可继续征战。
万般无奈之下，胸怀万丈宏图的柴荣，只能抱憾作罢北伐大计，放弃收复幽州的毕生夙愿，自雄州下令班师回朝。一代英主壮志未酬，北伐伟业戛然而止，成为五代最大的历史憾事。
大军南返途中，战事并未完全停歇。显德六年（959年）六月，昭义节度使李筠乘后周北伐威震天下之势，出兵征伐依附契丹的北汉，顺利攻克北汉辽州，生擒辽州刺史张丕旦，进一步削弱北汉势力、稳
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