这次仍然兵分三路：
第一路，东路军，抚军将军萧思话率张永部，共5万大军攻打碻磝；
第二路，中路军，司州刺史鲁爽与弟弟鲁秀，领兵4万攻打洛阳、虎牢；
第三路，西路军，雍州刺史臧质率2万人马，襄阳太守柳元景领一万兵马，一起攻打潼关。
出兵后，东路军最先取得突破。
鲁爽带着自家兄弟鲁秀，首战攻打鲁爽的老根据地长社。
守城军见到鲁氏兄弟，斗志全无。长社被轻松拿下。
二人接着率军攻打虎牢。
但东路军萧思话、张永进攻碻磝的战斗，遭到魏军顽强抵抗。
双方爆发几轮激战。
宋军死伤几千人，魏军伤亡上千人。
但碻磝要塞岿然不动。
中路军鲁家兄弟对虎牢关的进攻，也非常艰难，没有进展。
西路军方面，臧质、柳元景二人共领军三万，攻打潼关这座曾经被二人攻破过的关隘。
但这次准备不够充分，运气也实在不好。
死伤几千人后，攻关战无法突破。
这次北伐出兵前，皇帝刘义隆对三支队伍交代过：前线战事，由三位统帅萧思话、鲁爽、臧质全权作主。
三人见自己队伍损失惨重，而破城希望不大，不约而同各自领军撤回。
刘义隆并不是昏君，认识到魏国皇权争夺仅限于皇宫遭到几次血洗，对地方军队战力影响并不大。
因此，他虽然对三名统帅大发牢骚，却也没处罚他们。
只是，宋国第三次北伐草草出兵，又狼狈收兵，消耗极大不说，对军队、国人的信念打击甚大。
刘宋国国运由此开始一落千丈，直线衰败。
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