公元314年,石勒在消灭盘踞幽州的王浚之后,段氏鲜卑成了辽西地区鲜卑部实力最强的一支。公元334年二月,段辽派军队袭击慕容鲜卑的领地徒河,但是未能拿下。
段辽又派段兰进攻鲜卑慕容部的领地柳城,柳城地势险要,再加上守军的顽强抵抗,战斗进入相持阶段。
鲜卑慕容部派慕容汗和封奕率军救援柳城,由于慕容汗轻敌冒进,在牛尾谷被段兰击败。段兰趁势掩杀,封奕努力掩住阵脚,奋力杀敌,才避免了全军覆没的危险。
公元337年,慕容皝建立前燕政权。因为段辽一直袭扰前燕的辽西边境,慕容皝决定联合后赵一起夹攻段辽。与此同时,段辽派从弟段屈云进攻后赵幽州,幽州刺史李孟退保易京。于是后赵、前燕两国一拍即合,决定联手作战。
后赵皇帝石虎任命桃豹为横海将军,王华为渡辽将军,率领十万水军由漂渝津出发;任命支雄为龙骧大将军,姚弋仲为冠军将军,率领步兵、骑兵七万人为前锋,前往讨伐段辽。
石虎率军进驻金台,为支雄声援。支雄率军奋力掩杀,如入无人之境,很快就将幽州诸郡收复。
与此同时,前燕皇帝慕容皝领兵进攻段辽北部诸郡县,段兰率军抵御慕容皝,不料中了慕容皝的埋伏大败而归,慕容皝俘获了大量的战利品之后,领兵退回棘城,而没有和石虎会师。
段辽因为刚刚被慕容皝击败,不敢再和后赵交战,于是率军从令支城逃到密云山。石虎下令部将麻秋追击段辽,麻秋在密云山中再次击败段辽,段辽再次逃窜之后,派人向后赵求和,石虎同意。
石虎进驻令支城之后,因为慕容皝没有率军前来汇合的缘故,下令讨伐前燕。石虎一面派兵包围前燕国都大棘城,一面派使者到前燕国境内四处招降。前燕国内大部分郡县都投降了后赵,前燕迎来建国后的第一次大危机。
在慕容皝的坚持下,后赵一直无法攻克大棘城,石虎下令大军后退。慕容皝抓住这个机会,派部将慕容恪猛攻后赵军,好似淝水之战前秦的军队,后赵的军队立马溃散而逃。慕容恪率军一直追到凡城,此役后赵损失惨重。
公元338年,段辽先是投降后赵,后又反悔投降了前燕。段辽诈降后赵,前燕在密云山设下埋伏。后赵石虎派大将麻秋前去受降,结果在三藏口被段辽和前燕的军队伏击,后赵军大败,麻秋只身逃回。
公元339年, 前燕大将慕容评突袭后赵辽西边境,收获颇丰。又击败了前来救援的后赵将领石成,大胜而归。
公元339年,为了报仇石虎派石成攻打前燕凡城,石成未能攻克,于是率军攻陷前燕的广城。这是后赵最后一次主动对前燕发起进攻,此后在辽西地区后赵逐渐丧失了战争的主动权,开始转入守势。