1122年，即保大二年，金兵大规模南侵，中京告急，近半数郡县失守。天祚帝耶律延禧逃至夹山，与外界联系日渐减少。为稳定人心，耶律大石与宰相李琳、南京都统萧干在南京拥立秦晋王耶律淳为帝，即天锡皇帝，改年号为建福，这就是历史上的北辽。耶律淳任命大石为军事统帅，守卫南京。
同年四月，北宋得知金军南侵，意图趁机夺回燕云十六州，于是出兵二十万攻打南京。大石领军迎战，于兰甸沟成功偷袭宋军，取得大胜。北辽朝廷随即派三万兵马增援大石。之后，宋军援兵抵达白沟，与辽军隔河对峙。宋军曾尝试劝降大石，但面对力量悬殊的形势，大石坚决拒绝，表示只有战死沙场，绝无投降之理。同时，他指挥辽军包抄宋军守桥士兵，成功击退宋军。
六月三日，宋军试图撤退，大石迅速调派轻骑追击，在古城与宋军激战。宋军败退至雄州，但守城将士因贪图功劳，拒绝让败军入城。辽军趁此机会猛烈攻击宋军，并谴责宋方背信弃义。此战宋军惨败，死伤惨重，史称“自雄州之南，莫州之北，死尸相枕籍不可胜记”。
