看到西军还是有韩世忠这样的猛将的，郭药师就想乘胜追击，于是献计策说：“萧干的兵力不过万人，如今倾巢而出来抵挡我们，燕山必定空虚，我愿得奇兵五千，偷偷加速前行去突袭他，城池很快就可得手了。”于是请求让刘延庆的儿子刘光世带领一部人马为后继，刘延庆答应了。
刘延庆派遣大将高世宣、杨可世与郭药师率兵六千，在夜半时分悄悄渡过卢沟河。黎明时分，郭药师手下的常胜军甄五臣率领五千骑兵夺取燕山城的迎春门进入城内，郭药师等大队人马后继而至，陈兵于悯忠寺内，派遣人告诉辽萧妃快快投降。
辽萧妃大惊失色，赶紧派人秘密召回大将军萧干。萧干带领精甲骑兵三千人急速返回燕山城，与宋军进行了激烈巷战。宋军由于地形不熟悉，加之返回燕山救驾的辽兵越来越多，郭药师带领的突击队逐渐处于下风，最后被辽兵围困在一个小小的城池角落。
而刘光世对他父亲刘延庆的心事摸得非常准确，不慌不忙。他一路上吃喝玩乐，把后续支援这件事根本没有放在心上，过了约定的时间很久了，他还没有出现。郭药师的先遣部队由于没有支援部队，厮杀半天体力不支后，郭药师与杨可世只得丢弃了战马，用布条缒城逃了回来。这一仗，宋兵死伤过半，大将高世宣也战死了。
这时刘延庆还扎营于卢沟南依然大吃大喝，对溃败毫不知情。辽大将萧干乘机分兵断了宋军的粮草饷道，擒获了护粮将王渊和两个士兵。萧干故意把这王渊和两个士兵的眼睛蒙住，留在帐中。
夜半时分，他故意与其他将军说：“我们的军队士兵比宋兵多三倍，应当分成左、中、右三翼，以精兵冲击其中部，左右两翼为接应，咱们以举火为信号，这样就会全歼宋军。”说完之后，故意假装喝酒醉酒后睡着了。
宋将王渊听到了辽军的布置，一看辽军的看守士兵醉酒睡着了，就让另外两名士兵咬开自己的绳索，悄悄逃跑回来报告给刘延庆。刘延庆本身并无谋略，就轻信了这个消息。
第二天早上，宋军果然看见火起，就以为敌人大部队来了，赶紧烧营而遁，士卒蹂践死者长达百馀里，辽大将军萧干于是纵兵追至涿水才停了下来。这一次败仗，宋人把自熙、丰年间以来，所储军实消耗殆尽了，宋军只能退保雄州。大辽燕人从此知道宋军腐败没有战斗力，饮酒赋诗歌唱来讥笑他们。
十二月，宋廷提拔郭药师为武泰军节度使，把刘延庆为降职为率府率（率府率最初属于太子的属官，负责掌管东宫的兵仗、仪卫以及门禁、徼巡、斥候等事务。在宋初期，率府率被视为四品寄禄官，此时其品级降为从七品），安置筠州。
宣和五年（1123年）春，朝廷任命王安中为庆远军节度使，河北、河东、燕山府路宣抚使，知燕山府；又让郭药师同知府事，以体现对他的重视。
这个时期宋廷的经济十分发达，宋人醉生梦死，不愿意参加战争，因此宁肯给西夏、辽国、金国贡品纳款，也要屈辱求和。朝廷对于树立战功的将领和士兵奖励微薄，反而对于招降过来敌方将领待遇十分优厚。
因此，朝廷把郭药师诏入朝廷，礼遇甚厚，赐给他甲第、姬妾，还让贵戚、大臣，互相设宴款待他。皇帝又把他召到极为私密的后苑延春殿进行款待。郭药师受宠若惊，赶紧拜在庭下，激动地哭泣着说：“臣在契丹，闻赵皇如在天上，不谓今日得望龙颜！”皇帝的虚荣心得到极大满足，又奖励了他，并委任他防守燕地，郭药师说：“愿意效死。”
宋帝赵佶接着说，如果能把大辽的天祚皇帝抓住或者杀死，燕地之人就会死心塌地的回归我们了。没想到郭药师故意变色发怒说：“天祚皇帝是我的故主，现在因为金人攻击，国破失败被迫出走，所以我才能投降陛下。若陛下使我郭药师奋勇杀敌牺牲性命，我死不敢辞；若使我反对故主，不是我能做到的，所以请陛下还是让其他人去干吧。”说完佯装哭泣悲伤不已。
宋帝赵佶认为他很忠诚，就解下所穿的珠袍及二个金盆赐给他。郭药师出来后，给他的部下说：“这不是我一个人的功劳，是你们大家的功劳啊。”随即把金盆翦成几块分给他们。皇上又提拔他为检校少傅，归镇燕山。
金国看到辽国已经衰败，不堪一击。于是把竞争重心转向了宋廷。为了诋毁、贬低宋国，打击宋国人的自信心，故意从方方面面进行羞辱。
二月初，宋使臣赵良嗣和金国的伴随使臣到达燕地境内，金国把他们大将军的住宿宾馆安放在平整温暖的好地方，故意把宋国使臣安置在一座废弃寺庙里。
赵良嗣见金太祖完颜阿骨打说：“我们皇帝多次讨要归还燕地，平、滦两个县能否先归还呢？”
金太祖完颜阿骨打说：“平、滦这两个地方我们准备作为边镇，那不可能给你们。”
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