柴荣北征发现“点检做天子”木牌后，对张永德心生猜忌。
柴荣病重时为幼子柴宗训登基做准备，将李重进调任淮南，韩通升任侍卫亲军司副都指挥使管理侍卫禁军司，赵匡胤则被任命为殿前都点检，晋封为开国侯，升任归德军节度使治理宋州，成为东京城中仅次于韩通的高级将领。
此后，多数朝臣对柴荣安排的辅政大臣不服，而赵匡胤善于恩威并济，赢得了他们的信服。
显德七年（960年）正月初一，赵匡胤令人谎报契丹和北汉入侵，王溥按其授意劝说范质，让赵匡胤统率殿前司和侍卫亲军司精兵北上抗敌。
赵匡胤借此将与自己关系较疏远的殿前司将领慕容延钊支出京都，同时京城传出“将以出军之日策点检为天子”的流言，京都士民恐慌逃匿，后周内庭却一无所知。
赵匡胤还私下联络“义社兄弟”，将殿前司任职的石守信、王审琦策为内应。
正月初三，赵匡胤率军抵达陈桥驿，在其弟赵匡义及幕僚赵普主导下，“义社兄弟”拥立赵匡胤为帝，将事先准备好的黄袍披在他身上，赵匡胤假意推辞后接受，随后率军回师开封。
守备都城的主要禁军将领石守信、王审琦等人开城门接应，而试图抵抗的侍卫亲军马步军副都指挥使韩通则被军校王彦升杀死。
正月初四，赵匡胤在开封崇元殿正式登皇帝位，时年三十四岁，改元建隆，他下诏改封柴宗训为郑王，定国号为宋，仍定都开封，史称北宋。
赵匡胤建立北宋后，在赵普的谋划下，加强中央集权，改革军制，发展生产，巩固统治。他确定“先南后北、先易后难”的战略决策，通过战争创造统一局面。
乾德元年（963年）正月，宋军借道荆南攻湖南，平定湖南。
乾德三年（965年）正月，宋军北路军突破剑门，东路军连克多地，后蜀军大败，孟昶举城投降，后蜀灭亡。
开宝三年（970年）九月初一，宋军南征，开宝四年（971年）正月攻克英、雄三州，二月进至马径，用火攻破南汉军，攻陷兴王府，刘鋹投降，南汉灭亡。
开宝七年（974年）九月，宋军进攻南唐。
开宝八年（975年）正月初三，宋军破溧水，与南唐军激战于秦淮河，大败南唐军，直逼江宁城。
在西路王明军和东路吴越军配合下，全歼南唐援军，于十一月攻破江宁，李煜投降，南唐灭亡。
开宝九年（976年）十月十九日夜，赵匡胤召其弟赵光义饮酒，共宿宫中；隔日（二十日）清晨，赵匡胤被发现在万岁殿逝世，享年五十岁，谥号英武圣文神德皇帝，庙号太祖。
在文治方面，赵匡胤加强中央集权，进行文武制衡，在科举考试中采取了一系列防微杜渐的措施，如锁院制、弥封制、誊录制、别试等。
他重视治理黄河，下令沿岸修堤筑坝、种树防洪，使黄河在其在位的十七年中只有十几次溃决记载，且未出现严重灾害，他还对运河、汴河、蔡河等主要河流做了修整。
赵匡胤重视农业生产，减轻徭役，赋税专收，地方赋税一小部分用于地方开支，其余全部收归中央。
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