在寓居襄阳的一座寺庙时，得到一位精通数术的老和尚的劝导。
往北出发，抵达了后汉枢密使郭威与河中节度使李守贞作战的前线。
但他这时应该没有与郭威等正式接触，只是探望了一下随郭威出征而左眼负伤的父亲赵弘殷。
随后便北上太原，被正在招纳亡命的河东节度使刘崇收留为镇将。
这段时间内赵匡胤一直在太原，洛阳一带徘徊。
而郭威势力日渐强大，赵匡胤敏锐察觉到以枢密使出镇邺都的郭威的权势之大，于是果断投奔了郭威。
广顺元年，郭威在推翻后汉隐帝的统治后，夺取帝位建立后周。
赵匡胤补任东西班行首，殿前诸班。
广顺三年，赵匡胤拜滑州兴顺副指挥使。
此年，赵匡胤尚未就职便被担任开封府尹的郭威养子柴荣招入麾下。
赵匡胤转为开封府马直军使，显德元年初，柴荣即位，是为后周世宗。
不久之后北汉，契丹联军入侵，柴荣御驾亲征。
在泽州高平之南的巴公原与北汉军遭遇，赵匡胤以与主将张永德各率马军两千扈驾大战展开时，右军樊爱能，何徽部不战遁溃。
步军千余人投降北汉，局势十分危急。
在此关头，赵匡胤振臂高呼:“主上面临险境，我等当拼死一战。”
又请张永德率弓箭手抢占左边高地，赵张二人各率两千精兵左右夹击，以死拼杀。
加上柴荣采纳枢密副使魏仁浦的建议，亲自跃马冲击北汉皇帝刘崇的大营。
使后周军士气大振，最终扭转局势，大破北汉军。
赵匡胤作为先锋，乘胜进攻北汉都城太原。
赵匡胤下令火烧城门，但太原防守严密，后周攻城部队损失颇多，赵匡胤的左臂也被流箭射中，柴荣制止他再攻城决定撤兵。
回师后的三月赵匡胤被破格擢升为殿前都虞候，领严州。时为南汉辖地刺史虽是加衔，但已属中高级将领又升领永州防御使。
赵匡胤在后汉时投奔枢密使郭威，致身行伍并于后周世宗柴荣在位时随征北汉，南唐战功卓着。
并通过点选禁军和选募殿前军的机会，扶植了杨信，崔翰，田重进，张琼等一大批亲信，从而在殿前司中培植了自己的势力。
柴荣病重时，升为殿前都点检，防御使为禁军最高统帅。
在军中结拜了杨光义，石守信，李继勋，王审琦等义社十兄弟。
显德七年，正月初一，后周朝廷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。
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，不若先拥立赵匡胤为帝，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。
拜于庭下拥立他为帝。
赵匡胤装出一副被迫的样子，言不由衷的说道:
“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。”
拥立者们一齐表示唯命是听。这便是历史上有名的“陈桥兵变”。
赵匡胤就当众宣布:
“回开封后，不得惊犯太后和主上，不得侵凌公卿，对朝市府库不得侵掠。
服从命令者有赏，违令者族诛。”诸将士都应声:诺！
赵匡胤于是率兵变的队伍回师开封，守备都城的石守信，王审琦等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，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。
正月四日，赵匡胤在开封崇元殿正式登皇帝位。
时年三十四岁，之后，下诏改封柴宗训为郑王。
当时柴荣还有一女儿，才几个月大，赵匡胤将其留在身边抚养。
她就是历史文献，小说，评书中【杨家将】，【杨门女将】中有名的柴郡主。
北宋名将杨业之子杨延昭，人称杨六郎的妻子柴郡主。
有一点赵匡胤比其他篡位者要强上许多，下旨赐柴氏皇族丹书铁券，免死金牌。
只要不是谋逆大罪，一切待遇如同亲王。
由于赵匡胤在后周任归德军节度使的藩镇所在地是宋州，遂以宋为国号。
改元“建隆”，仍定都开封，宋朝又称北宋。
赵匡胤针对自唐朝中叶以来，地方节度使拥兵自擅的问题，两次杯酒释兵权。
为避免下属将领也被迫黄袍加身，起兵篡夺新生政权，通过两次酒宴，以威胁利诱的方式要求高阶军官们交出兵权。
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