孝武帝任命宇文泰兼任尚书仆射，为关西大行台，答应把冯翊长公主嫁给他，对宇文泰的帐内都督、秦郡人杨荐说：“你回去告诉宇文行台，派骑兵来接我。”任命杨荐为首阁将军。宇文泰任命前秦州刺史骆超为大都督，率一千轻骑兵赶赴洛阳，又派杨荐和长史宇文测出关等候迎接孝武帝。
丞相高欢召来弟弟定州刺史高琛，让他镇守晋阳，命长史崔暹辅佐他（崔暹是崔挺的族孙）。高欢领兵南下，对部众说：“我当初因尔朱氏专权，在天下高举义旗，拥立主上，忠心可对天地；却被斛斯椿谗言陷害，把忠诚说成叛逆，现在我南下，只为杀斛斯椿而己。”任命高敖曹为前锋。宇文泰也向各州郡发布檄文，列举高欢的罪行，亲自率大军从高平出发，前军驻扎在弘农。贺拔胜的军队驻扎在汝水。
秋季七月己丑日，孝武帝亲自率十几万兵马驻扎在河桥，任命斛斯椿为前锋，在邙山北边布阵。斛斯椿请求率二千精锐骑兵连夜渡河，突袭高欢疲惫的军队，孝武帝起初同意了。黄门侍郎杨宽劝孝武帝说：“高欢以臣伐君，什么事做不出来！现在把兵权交给别人（斛斯椿），恐怕会生变故。斛斯椿如果渡河，万一立功，就是灭了一个高欢，又生出一个高欢啊！”孝武帝于是敕令斛斯椿停止行动，斛斯椿叹息说：“近来火星进入南斗星区（荧惑入南斗，古人认为是凶兆），现在主上听信身边人的谗言，不用我的计策，难道这是天意吗！”宇文泰听说后，对身边人说：“高欢几天内行军八九百里，这是兵家大忌，本该趁机袭击他。可主上以天子之尊，不敢渡河决战，只靠渡口据守。况且黄河万里长，很难处处防御，只要有一处被突破，大事就完了。”当即任命大都督赵贵为别道行台，从蒲坂渡河，赶赴并州；派大都督李贤率一千精锐骑兵赶赴洛阳。
孝武帝派斛斯椿和行台长孙稚、大都督颍川王元斌之镇守虎牢，行台长孙子彦（长孙稚的儿子）镇守陕城，贾显智、斛斯元寿镇守滑台（元斌之是元鉴的弟弟）。高欢派相州刺史窦泰赶赴滑台，建州刺史韩贤赶赴石济。窦泰与贾显智在长寿津相遇，贾显智暗中约定投降高欢，率军后退。军司元玄察觉了，骑马逃回洛阳，请求增兵，孝武帝派大都督侯鰤绍赶赴滑台，在滑台东边交战，贾显智率部投降，侯鰤绍战死。北中郎将田怙是高欢的内应，高欢暗中率军到野王，孝武帝知道后，杀了田怙。高欢到黄河北岸十几里的地方，又两次派使者口头表达忠诚，孝武帝都不回应。丙午日，高欢率军渡过黄河。
孝武帝向群臣问计，有人建议投奔梁朝，有人建议往南依靠贺拔胜，有人建议往西去关中，有人建议守洛口拼死一战，始终没定下来。元斌之与斛斯椿争权，扔下斛斯椿逃回洛阳，骗孝武帝说：“高欢的军队己经到了！”丁未日，孝武帝派人召斛斯椿回来，随后率南阳王元宝炬、清河王元亶、广阳王元湛及五千骑兵在瀍水西岸宿营，南阳王身边的僧人惠臻背着玉玺、手持千牛刀随行。众人知道孝武帝要往西逃，当天夜里，逃走的士兵超过一半，元亶、元湛也逃了回去（元湛是元深的儿子）。武卫将军、云中人独孤信单骑追上孝武帝，孝武帝叹息说：“将军辞别父母、舍弃妻儿来追我，‘乱世识忠臣’，这话真不假啊！”戊申日，孝武帝往西逃往长安，李贤在崤山途中迎接他。己酉日，高欢进入洛阳，住在永宁寺，派领军娄昭等人追击孝武帝，请他往东回来。长孙子彦守不住陕城，弃城逃走。高敖曹率精锐骑兵追击孝武帝到陕城西边，没追上。孝武帝策马狂奔，干粮和水都断绝了，两三天里，随从官员只能喝山涧水。到湖城时，有个王思村的百姓献上麦饭和水，孝武帝很高兴，免除了这个村子十年的赋税。到稠桑时，潼关大都督毛鸿宾迎接孝武帝，献上酒食，随从官员才解除饥渴。
八月甲寅日，丞相高欢召集文武百官，对他们说：“作为臣子侍奉君主，要在危难时匡救社稷；如果君主在朝时不劝谏，出逃时不随从，太平日子就争宠求荣，危急时刻就弃主逃跑，这算什么臣子气节！”众人没人能回答，兼尚书左仆射辛雄说：“主上和身边亲信谋划事务，我们这些人根本没能参与。等到主上往西出逃，我们如果立刻追随，恐怕会被视作奸佞同党；留下来等大王您，又会因‘不从主上’受责罚——我们进退都逃不掉罪责。”高欢说：“你们身居大臣之位，本该以死报国。那群奸佞专权时，你们可曾说过一句劝谏的话！让国家落到今天这步田地，罪责该归谁！”于是逮捕辛雄及开府仪同三司叱列延庆、兼吏部尚书崔孝芬、都官尚书刘弎、兼度支尚书天水人杨机、散骑常侍元士弼，把他们全杀了。崔孝芬的儿子、司徒从事中郎崔猷从小路逃入关内，孝武帝让他以原官职掌管门下省事务。高欢推举司徒清河王元亶为大司马，让他秉承皇帝旨意处理朝政，暂居尚书省。
宇文泰派赵贵、梁御率二千铁甲骑兵迎接孝武帝，孝武帝沿着黄河往西走，对梁御说：“这黄河水往东流，我却往西去。如果将来能再回洛阳、亲自祭拜祖宗陵庙，全靠你们的功劳啊。”孝武帝和身边人都流下眼泪。宇文泰备好仪仗卫队迎接孝武帝，在东阳驿拜见，摘下帽子流泪说：“臣没能阻止贼寇作乱，让陛下流亡在外，这是臣的罪过。”孝武帝说：“您的忠诚气节，天下人都知道。是我德行不足、不配当君主，才招来祸患，今天能见到您，我实在羞愧。现在我把国家托付给您，您一定要努力啊！”将士们都高呼万岁。孝武帝于是进入长安，把雍州官署当作皇宫，宣布大赦。任命宇文泰为大将军、雍州刺史，兼尚书令，军政大事全由他决定。又另外设置两名尚书，分管机密事务，由行台尚书毛遐、周惠达担任。当时军政机构刚建立，毛遐、周惠达囤积粮食、修造兵器、挑选兵马，北魏朝廷全靠他们支撑。宇文泰娶冯翊长公主为妻，被任命为驸马都尉。
此前，火星（荧惑）进入南斗星区，离开后又返回，在那里停留了六十天。梁武帝根据谚语“荧惑入南斗，天子下殿走”，光着脚走下宫殿台阶，想通过这种仪式消除灾祸；等到听说北魏孝武帝西逃，惭愧地说：“连北虏的君主也应验天象了吗！”
八月己未日，梁朝任命武兴王杨绍先为秦、南秦二州刺史。
八月辛酉日，北魏丞相高欢亲自去追赶迎接孝武帝。戊辰日，清河王元亶下令大赦。高欢抵达弘农，九月癸巳日，派行台仆射元子思率侍从官员迎接孝武帝；己酉日，攻打潼关，攻克城池，活捉毛鸿宾，进军驻扎在华阴长城，龙门都督薛崇礼献城投降高欢。
贺拔胜派长史元颖代理荆州事务、镇守南阳，自己率部往西赶赴关中。到淅阳时，听说高欢己驻扎在华阴，想撤军返回，行台左丞崔谦说：“现在皇室倾覆、主上流亡，您应该加速行军，到主上临时驻地朝见，然后和宇文行台同心协力、高举义旗，天下人谁会不响应！现在放弃这机会撤军，恐怕人心离散，一旦错失时机，后悔都来不及！”贺拔胜不听，还是撤了回去。
高欢撤军驻扎在河东，派行台尚书长史薛瑜镇守潼关，大都督库狄温镇守封陵，在蒲津西岸修筑城池，任命薛绍宗为华州刺史，让他镇守华州；又让高敖曹代理豫州事务。
高欢从晋阳出发以来，共上奏西十次，孝武帝全都不回复。高欢于是往东返回，派行台侯景等人领兵攻打荆州，荆州百姓邓诞等人抓住元颖，响应侯景。贺拔胜赶到荆州，侯景迎面攻击，贺拔胜战败，率几百名骑兵逃到梁朝。
孝武帝在洛阳时，曾秘密派阁内都督、河南人赵刚召东荆州刺史冯景昭领兵入京救援，军队还没出发，孝武帝己西入关内。冯景昭召集府中文武官员，商议该归附谁，司马冯道和建议“占据州城，等待北方（高欢）的安排”。赵刚说：“您应该领兵赶赴主上临时驻地。”过了很久，没人再说话。赵刚抽出刀扔在地上，说：“您如果想当忠臣，就斩了冯道和；如果想归附贼寇（高欢），就赶紧杀了我！”冯景昭醒悟，当即率部赶赴关中。侯景领兵逼近穰城，东荆州百姓杨祖欢等人起兵响应，在路上拦截冯景昭，冯景昭战败，赵刚逃到蛮族地区躲藏起来。
冬季十月，丞相高欢回到洛阳，又派僧人道荣向孝武帝献上奏表，说：“陛下如果能赐一道诏书，允许返回洛阳，臣就率领文武百官清理皇宫、迎接您回宫。如果您迟迟不决定回京，那么皇室宗庙不能没有君主，天下百姓要有归属——臣宁可辜负陛下，也不能辜负国家。”孝武帝还是不回复。高欢于是召集百官及年老德高之人，商议立谁为新君。当时清河王元亶出入己经像皇帝一样设仪仗卫队（警跸），高欢反感他的僭越行为，就借口“孝昌年间以来，皇室辈分错乱（昭穆失序）：永安年间把孝文帝当作伯父祭拜，永熙年间把孝明帝的神位迁到偏殿（夹室），国家衰败、皇位短命，都是因为这原因”。于是立清河王的世子元善见为帝，对元亶说：“想立您为帝，不如立您的儿子。”元亶心里不安，轻装骑马往南逃，高欢追上去把他拉了回来。丙寅日，元善见（孝静帝）在洛阳城东北即位，当时年仅十一岁。宣布大赦，改年号为天平。
西魏宇文泰进军攻打潼关，杀了薛瑜，俘虏他的士兵七千人，返回长安后，升任大丞相。东魏行台薛修义等人渡过黄河，占据杨氏壁；西魏司空参军、河东人薛端召集村民击退东魏军队，重新夺回杨氏壁，丞相宇文泰派南汾州刺史苏景恕镇守那里。
十月丁卯日，梁朝任命信武将军元庆和为镇北将军，率部讨伐东魏。
当初，北魏孝武帝和丞相高欢产生矛盾后，齐州刺史侯渊、兖州刺史樊子鹄、青州刺史东莱王元贵平暗中互相联络，观察局势变化；侯渊也派使者和高欢联系。等到孝武帝入关，清河王元亶秉承旨意任命汝阳王元暹为齐州刺史。元暹到齐州城西，侯渊不及时开门接纳。城中百姓刘桃符等人暗中引元暹进城，侯渊率骑兵出逃，妻子、儿女及部众全被元暹俘虏。侯渊逃到广里时，恰逢元亶又任命他代理青州事务。高欢给侯渊写信说：“你别因为部众少就害怕去青州——齐地人薄情寡义、只看利益，齐州百姓能迎接汝阳王，青州百姓难道不会开门等你吗！”侯渊于是又往东返回，元暹归还了他的妻子、儿女和部众。元贵平也不接受侯渊替换自己，侯渊袭击高阳郡，攻克城池，把辎重物资放在城里，自己率轻骑兵在外游击抢掠。元贵平派他的世子率部攻打高阳，侯渊连夜赶赴东阳，见到给元贵平送粮的百姓，骗他们说：“朝廷军队己经到了，把元贵平的人快杀尽了。我是世子的手下，逃出来回城，你们还送粮干什么！”听的人都扔下粮食逃走。到天亮时，侯渊又对路人说：“朝廷军队昨夜己到高阳，我是前锋，现在到这里，不知侯公（侯渊自称）到底在哪！”城中百姓恐慌，就抓住元贵平投降。戊辰日，侯渊杀了元贵平，把他的头送到洛阳。
十月庚午日，东魏任命赵郡王元谌为大司马，咸阳王元坦为太尉，开府仪同三司高盛为司徒，高敖曹为司空（元坦是元树的弟弟）。
丞相高欢因洛阳西边靠近西魏、南边临近梁朝边境，就商议迁都邺城，诏书下达三天后就动身。丙子日，东魏孝静帝从洛阳出发，西十万户百姓狼狈地跟随迁徙。高欢下令征收百官的马匹，尚书丞、郎以上官员中不随从迁都的，全被逼着骑驴。高欢留下处理后续事务，事情办完后返回晋阳。东魏改司州为洛州，任命尚书令元弼为洛州刺史，镇守洛阳；任命行台尚书司马子如为尚书左仆射，和右仆射高隆之、侍中高岳、孙腾留在邺城，共同主持朝政。又下诏因迁徙百姓的家产尚未安置，拿出一百三十万石粮食救济他们。
十一月，兖州刺史樊子鹄占据瑕丘，抵抗东魏；南青州刺史大野拔率领部众前去归附他。
十一月庚寅日，东魏孝静帝抵达邺城，住在北城的相州官署；东魏改相州刺史为司州牧，改魏郡太守为魏尹。当时，北魏原来的“六坊”（禁军）部众中，跟随孝武帝西迁的不到一万人，其余都往北迁徙到邺城。东魏朝廷给这些迁徙的士兵发放固定粮饷，春秋两季还赏赐布帛做衣服；此外，除了常规赋税，还根据粮食丰收的地区，折算绢帛收购粮食，补充国家用度。
十二月，西魏丞相宇文泰派仪同李虎、李弼、赵贵到灵州攻打曹泥。
闰十二月，梁朝的元庆和攻克濑乡，并占据了这个地方。
西魏孝武帝在后宫行为无礼，有三个未出嫁的堂妹，都被他封为公主。其中平原公主元明月，是南阳王元宝炬的同母妹妹，她跟随孝武帝入关后，丞相宇文泰让元氏诸王把元明月抓来杀了。孝武帝很不高兴，有时拉弓射箭发泄，有时用手捶打桌案，从此又和宇文泰产生了矛盾。癸巳日，孝武帝喝酒时，中毒身亡。宇文泰和群臣商议拥立谁为新君，多数人推举广平王元赞（孝武帝哥哥的儿子）。侍中濮阳王元顺在偏殿里流泪对宇文泰说：“高欢逼迫先帝（孝武帝）出逃，立年幼的君主来专权，明公您应该反其道而行之。广平王年幼，不如立年长的君主来辅佐。”宇文泰于是奉迎太宰南阳王元宝炬，立他为帝。元顺是元素的玄孙。孝武帝的灵柩停放在草堂佛寺，谏议大夫宋球痛哭不止，吐血不止，连续几天不吃饭不喝水，宇文泰因他是有名的儒生，没有治他的罪。
西魏贺拔胜在荆州时，曾上奏推荐武卫将军独孤信担任大都督。东魏夺取荆州后，西魏任命独孤信为都督三荆州诸军事、尚书右仆射、东南道行台、大都督、荆州刺史，让他去招抚荆州地区的百姓。
蛮族首领樊五能攻破淅阳郡，响应西魏。东魏西荆州刺史辛纂想讨伐他，行台郎中李广劝谏说：“淅阳西面没有百姓，只剩一座孤城，山路幽深险峻，城内外都是蛮族。现在派少量兵力，没法制服贼寇；派大量兵力，州城本身就会兵力空虚。万一失利，会大大挫伤您的威名，人心一旦离散，州城就难保了。”辛纂说：“怎能纵容贼寇不讨伐！”李广说：“现在最该担心的是心腹之患（西魏独孤信），哪有功夫处理这种小麻烦！听说朝廷军队很快就会赶到，您只需约束所属城池，让他们加固城防、安抚百姓，等待援军。就算丢了淅阳，也不值得可惜。”辛纂不听，派兵攻打樊五能，结果战败，手下将领趁机逃亡，没有返回。
荆州城的百姓暗中派人召独孤信前来。独孤信抵达武陶时，东魏派恒农太守田八能率领蛮族部众在淅阳拦截他，又派都督张齐民率三千步兵骑兵绕到独孤信后方。独孤信对部众说：“现在我们士兵不到一千人，前后受敌。如果回头攻打张齐民，当地百姓会以为我们要撤退，一定会争相拦截我们；不如先攻击田八能，打败他之后，张齐民的军队自然会溃散。”于是率军击败田八能，乘胜突袭穰城（东魏西荆州治所）。辛纂领兵出城迎战，大败而回，往城门逃去。城门还没来得及关上，独孤信命都督、武川人杨忠为先锋，杨忠呵斥守门的士兵说：“大军己经到了，城里有人内应，你们想活命，还不赶紧躲开！”守门士兵全吓跑了。杨忠率部进城，杀了辛纂示众，城里的人都被震慑住，不敢反抗。独孤信分兵平定三荆州地区。过了半年，东魏的高敖曹、侯景突然领兵赶到城下，独孤信兵力不足，无法抵抗，就和杨忠一起逃到梁朝。