十一月间，燕军行至参合陂（今山西大同东），营于陂东。魏军晨夜兼行，暮至陂西。拓跋圭连夜部分诸将，掩袭燕营。燕军忽遭惊扰，大乱。人马相腾蹑，压溺而死的有近万人。埋伏在附近的拓跋遵闻讯赶来在前阻截。前后夹攻，燕军胆丧，四五万人全部放下武器，敛手就擒。随慕容宝等人突围出去的燕军不过几千人。拓跋圭听信部将王建的主张只从燕军中选挑了一些有才能的汉人如贾闰、晁崇等，其余的俘虏尽数坑杀。参合陂一仗，改变了燕魏力量对比。燕军精锐损失大半。魏军获得“兵甲粮货以巨万计”。但是拓跋圭滥杀降俘的严重失策给他以后进取中原带来了很大的困难。

　　十二月，慕容宝回到中山，耻于参合陂之败，请求父亲再度发兵击魏。

　　慕容垂命令慕容隆的平州龙城兵和慕容盛的蓟州兵会集中山，期以明年雪耻复仇。次年正月，精锐的龙城兵开入中山，燕人士气大振。蓟州兵也陆续会齐。三月，慕容垂命慕容德留守中山，带病亲率大军，秘密出发。经天门，逾恒岭，凿山通路，出魏不意直指云中。时拓跋圭东巡善无北陂，平城守城拓跋虔麻痹大意，素无设防。燕军先锋猝至，拓跋虔仓促应战，败死。燕人陷平城，尽收守城部落三万余家。拓跋圭震动，一时不知所适。慕容垂大军进师平城，路过参合陂，见路边积骸如山，将士皆恸哭号啕，声震山谷。慕容垂惭愤呕血，由是发疾。燕军驻在平城西北三十里，不能行动。慕容垂病势日益沉重，被迫退师中山。四月，燕军至上谷沮阳（今河北怀来），慕容垂病死。慕容宝即位。

　　据有中原燕军退师后，拓跋圭旋即光复平城。得知燕国易主，他决计进击中原。

　　六月，拓跋圭派王建取广宁，杀太守独孤部首领刘可泥，徙其部落于平城。同月，魏军取燕郡上谷。七月，拓跋圭改元皇始。八月，他以李栗将骑五万为前驱，亲勒四十余万大军南出马邑，逾于句注，进军并州。别遣将军封真等从东道出军都，袭燕幽州。燕并州刺史慕容农战败后逃回中山，并州遂为魏有。十月，魏军出井陉，至真定，拔常山。一时魏军气盛，所向披靡。后燕守宰或捐城奔窜，或稽颡军门，自常山以东皆附于魏。中原地区只有中山、邺、信都三座孤城还在后燕手中。

　　十一月，拓跋圭命拓跋仪攻邺，王建、李栗攻信都，并亲自引骑围中山。守中山城的是后燕名将慕容隆。他坚守不出，拓跋圭急攻则伤士，久守又费粮，几十万大军顿于坚城之下，无可奈何。在这一段时间里，各个战场的魏军战况不佳。袭幽州的军队攻蓟城不胜已退守渔阳。王建等攻信都六十余日未下，伤亡惨重。围攻邺城的魏军反而被慕容德击破。魏军苦战不胜，有以下三个原因：第一，拓跋魏内部不够稳定。南下的魏军有很多是新被拓跋部征服的部族，他们对为拓跋魏作战，不感兴趣，有的尚存贰心。如别部大人没根阵中反水，带领亲兵数万降燕，又夜袭魏营直至中帐，连拓跋圭本人也几乎被他杀死。不久，没根兄子丑提又率所部族众还云中作乱。柏肆之役，拓跋圭一度失利，魏境流言四起，贺兰部帅附力眷，纥突邻部帅匿尼物，纥奚部帅比根等聚部阴馆造反。另外联盟内部也不甚协调。邺城之败是主将拓跋仪与贺兰部帅贺赖卢内讧酿成。拓跋圭族弟拓跋顺留守云中，闻魏军败讯，欲自立为主。内部斗争牵制了拓跋圭的很多精力和兵力。

　　第二，后燕的军队虽然减少太半又屡遭重创，但仍然保存了一定的实力。慕容宝据守中山，栢肆一役尚可调发步卒十二万，骑三万七千。慕容宝又以珍宝宫人招募郡县，扩充新军，仅中山一地就募兵万余人。特别是幽州兵，平州龙城兵，兵精甲坚，没有受过重大的打击。

　　第三，参合陂诛杀降卒引起了后燕地区人民，尤其是鲜卑慕容部人对拓跋魏的极端仇恨。魏兵每到一地，燕民深沟高垒，清野对抗。被围之城，将士泣血踊跃，奋战不降。慕容宝弃中山而走，“中山城内无定主，民恐魏兵乘之，男女结盟，人自为战”。拓跋圭临城劝降，得到的回答是：“恐复如参合之众，故苟延旬月之命耳。”

　　挫折教训了拓跋圭，迫使他修正错误的政策，从而逐步扭转了困局。首先，他深悔参合之诛，极力抚慰新附。他黜免一些杀戮过多的首领，“刺史、太守、尚书郎已下悉用文人”，下令魏军上下“军之所行，不得伤民桑枣”。其次，他大量收纳和启用汉族地主阶级的杰出人物参与军政要务，以适应中原地区的新形势。史言他“留心慰纳，诸士大夫诣军门者，无少长，皆引入赐见，存问周悉，人得自尽，苟有微能，咸蒙叙用。”比较突出的是，他任用了北方著名的士族领袖崔宏。崔宏与张衮对掌机要，创立制度。崔逞为尚书，录三十六曹。屈遵为中书令，出纳号令，兼总文诰。在这些汉族地主阶级政治家的帮助下，拓跋魏加快了由联盟向国家的转变步伐。它制定了能够与先进的封建经济相适应的各种政策，其中包括保留了中原地区原有的租税赋役制度。不久，魏军感染时疫，粮草又供应不足，饥疫并臻，人马牛多死。联盟的许多首领咸言北归。拓跋圭表示：“四海之人，皆可与为国，在吾所以抚之耳！何恤乎无民？”这些人不敢复言归事。这说明随着政策的变化，他个人的权力进一步强化，联盟内的离心力量相应减弱，对于统治中原地区他已充满了信心。第三，拓跋圭改变战略布局，重新配备了兵力。皇始二年（397）正月下旬，他撤军中山，集中力量先取信都。拓跋圭自攻信都，只三日，燕守将慕容凤支持不住，弃城奔走，信都遂降。