后燕退守辽东，北魏占据河北之地，拓跋珪正式称帝，拓跋珪和他的帝国来到了一个前所未有的高度。但和后燕的战争却也极大消耗了北魏的实力，于是在之后的几年中，拓跋珪将主要精力放在了国内，对外除了一些零星的军事行动，没有大规模的用兵，北魏进入了相对稳定的一个时期。
与此同时，远在关中的后秦也在姚兴的带领下逐步走向强盛。姚兴即位不久就彻底消灭了前秦的残余势力，之后又把后秦势力范围向西扩展到天水郡，向北扩展到上郡。在天兴二年（公元399年，东晋安帝隆安三年），又开始蚕食东晋的领土，攻下洛阳，使得东晋淮河、汉水以北诸城，多请降于后秦。天兴三年（公元400年，东晋安帝隆安四年）又击败乞伏干归，灭亡西秦。天兴四年（公元401年，东晋安帝隆安五年），随着攻灭后凉，其余诸凉也都向后秦朝贡，后秦国力达到了鼎盛阶段，威服关中及秦陇。北方也呈现北魏、后燕两国鼎立的局面。
虽然在此过程中，双方没有发生直接的利益冲突，但不和的种子却早已埋下。首先是归附后秦的莫弈干收留了拓跋珪死敌，铁弗匈奴部首领刘卫辰的儿子刘勃勃。之后拓跋珪又曾派北部大人贺狄干带着一千匹马向后秦请婚，结果姚兴以拓跋圭已经立了慕容皇后为由拒绝，并留下贺狄干 。随着时间推移，这种矛盾也慢慢演变为军事冲突。天兴四年（公元401年，东晋安帝隆安五年）十二月辛亥日，拓跋珪派常山王拓跋遵和定陵公和跋率军五万进攻莫弈干。天兴五年（公元402年，东晋安帝元兴元年）正月戊子日，拓跋珪又命材官将军和突进攻黜弗、素古延等诸部。没弈干、黜弗和素古延等几个部落都是后秦的附属，对他们动武无疑就是挑衅后秦。但拓跋珪非但不在意这些，更是在正月庚寅日这天检阅了手下的军队，并让并州诸郡在平阳的乾壁城积聚粮草，拓跋珪做好了好后秦一战的准备。
二月癸丑日，拓跋遵率大军抵达高平，准备对莫弈干发动进攻。莫弈干自知不敌，就抛下部众，仅带着几千骑兵与刘勃勃一起逃亡秦州。北魏军尽管一直追到瓦亭，却还是让他们逃脱。于是就将高平的府库积蓄及所有牲畜洗劫一空，并将这里的百姓也尽数徙到平城。与此同时，北魏的平阳太守又发兵侵入河东，从东部威胁后秦。一时间后秦举国震动，长安城内人心惶惶，关中地区的许多地方，白天也不敢把城门打开。
北魏这一系列举动无疑激怒了姚兴，于是他命人挑选精锐，训练士兵，厉兵秣马准备和北魏一战。这年五月，姚兴正式举兵讨伐北魏，他派自己的弟弟义阳公姚平、尚书右仆射狄伯支率步骑兵四万作为前锋，姚兴自己亲率大军紧随其后。后秦进攻的首要目标就是北魏囤积粮草的乾壁。姚平对乾壁城发起强攻，经过六十多天的激战，终于攻克乾壁，并夺取了北魏囤积在此的大量物资。七月，拓跋珪也终于出手反击了。他派派毗陵王拓跋顺和豫州刺史长孙肥带领六万骑兵作为前锋，自己亲率大军跟随在后面，前来迎击姚平。
八月，拓跋圭到达永安，姚平派骁将率二百精锐骑兵前往侦查北魏大军的虚实。长孙肥奉命迎战，将这些人全部擒获。姚平于是选择撤退，但拓跋珪也率军紧追不舍。八月乙巳日，拓跋珪在柴壁追上了姚平，姚平只好守城自保，北魏军则趁势将其团团围困。
得知姚平被包围，姚兴连忙亲自率领四万七千兵马前去救援，姚兴准备占据汾水以西的天渡，然后经由这里运送粮食支援在柴壁坚守的姚平。北魏这边，博士李先向拓跋珪献计，应该赶在姚兴抵达之前抢占天渡。拓跋珪于是下令增筑重围，内防姚平突围，外拒姚兴进攻。然后准备率军夺取天渡，这时安同对拓跋珪说：“汾东有蒙坑，东西三百馀里，蹊径不通。兴来，必从汾西直临柴壁；如此，虏声势相接，重围虽固，不能制也。不如为浮梁，渡汾西，筑围以拒之。虏至，无所施其智力矣。”拓跋圭接受了这个策略，在汾水西岸也设置重围。
不出安同所料，姚兴到蒲阪后，得知北魏军在汾水西岸也设置了重围，继而忌惮北魏军强大，结果拖了很久才进军。之后姚兴又如安同所预想的那样，只能硬着头皮从蒙坑进军。这就给了拓跋珪一个歼灭他们的好机会，八月甲子日，拓跋珪率领三万步骑兵在蒙坑以南进攻姚兴大军，杀死了后秦一千多人。姚兴被迫退兵四十多里，姚平也不敢乘姚兴接近的机会突围，错失了最好的逃脱机会。因为在这之后，拓跋珪派军分据险要位置，严防姚兴所部再接近柴壁。姚兴当然不愿就此认输，他将主力驻扎在汾水以西，凭借山谷建起营寨壁垒，又把周边的柏树等木材捆缚在一起，从汾水上游投放河中，使其顺流而下，打算以此摧毁北魏军搭在汾水上的浮桥，结果却被北魏军将木材捞上来当柴烧了。
到了十月，姚平已被围困在柴壁几个月了，粮草吃完了，矢尽也耗尽了，为求生路，姚平只能集中所有兵马向西南方突围，姚兴也在汾水西岸摆开架势，举起烽火及擂鼓作为响应。但令人奇怪的是，姚平和姚兴都没有采取进一步的行动，原来他们的想法不一致。姚兴想让姚平拼死力战突围出来，而姚平则盼望姚兴能向北魏的包围圈发动进攻，以此接应他们。就这样，双方只能在原地叫喊呼应，却都不敢逼近北魏的重围。到这个时候，姚平自知突围无望，自己也已无计可施，于是率领部下跳入汾水自杀。看到这一幕的拓跋珪派擅长游泳的人去将姚平等人的尸体捞起来。至于还在留在柴壁城内的狄伯支、唐小方等四十多名将领和二万多名士兵则都成了拓跋珪的俘虏。
汾水西岸的姚兴也目睹了这一切，但他却什么也做不了，只能坐视柴壁失守，姚平等人自杀。后秦全军更是士气低落，开始哀伤痛哭，哭声震撼了整个山谷。至此后秦已无力再战，姚兴于是多次遣使求和，但都被拓跋珪拒绝，拓跋珪更是一度乘胜进攻蒲阪，好在有姚绪的固守使得北魏进攻失败。就在姚兴还在为怎么抵御拓跋珪烦恼之时，拓跋珪却撤军了，原来柔然又来捣乱了。