咸康二年 336年
夏，六月，段遼遣中軍將軍李詠襲慕容皝。詠趣武興，都尉張萌擊擒之。遼別遣段蘭將步騎數萬屯柳城西回水，宇文逸豆歸攻安晉以為蘭聲援。皝帥步騎五萬向柳城，蘭不戰而遁。皝引兵北趣安晉，逸豆歸棄輜重走；皝遣司馬封弈帥輕騎追擊，大破之。皝謂諸將曰：「二虜恥無功，必將復至，宜於柳城左右設伏以待之。」乃遣封弈帥騎數千伏於馬兜山。七月，段遼果將數千騎來寇抄。弈縱擊，大破之，斬其將榮伯保。
九月，慕容皝遣長史劉斌、兼郎中令遼東陽景送徐孟等還建康。
咸康三年 337年
三月，慕容皝於乙連城東築好城以逼乙連，留折衝將軍蘭勃守之。夏，四月，段遼以車數千兩輸乙連粟，蘭勃擊而取之。六月，遼又遣其從弟揚威將軍屈雲，將精騎夜襲皝子遵於興國城，遵擊破之。
初，北平陽裕事段疾陸眷及遼五世，皆見尊禮。遼數與皝相攻，裕諫曰：「『親仁善鄰，國之寶也。』況慕容氏與我世婚，迭為甥舅，皝有才德，而我與之構怨；戰無虛月，百姓凋弊，利不補害，臣恐社稷之憂將由此始。願兩追前失，通好如初，以安國息民。」遼不從，出裕為北平相。
九月，鎮軍左長史封弈等勸慕容皝稱燕王；皝從之。於是備置群司，以封弈為國相，韓壽為司馬，裴開為奉常，陽騖為司隸，王寓為太僕，李洪為大理，杜群為納言令，宋該、劉睦、石琮為常伯，皇甫真、陽協為冗騎常侍，宋晃、平熙、張泓為將軍，封裕為記室監。洪，臻之孫；晃，奭之子也。冬，十月，丁卯，皝即燕王位，大赦。十一月，甲寅，追尊武宣公曰武宣王，夫人段氏曰武宣後；立夫人段氏為王后，世子俊為王太子，如魏武、晉文輔政故事。
段遼數侵趙邊，燕王皝遣揚烈將軍宋回稱籓於趙，乞師以討遼，自請盡帥國中之眾以會之，並以其弟寧遠將軍汗為質。趙王虎大悅，厚加慰答，辭其質，遣還，密期以明年。
咸康四年 338年
春，正月，燕王皝遣都尉趙槃如趙，聽師期。趙王虎將擊段遼，募驍勇者三萬人，悉拜龍騰中郎。會遼遣段屈雲襲趙幽州，幽州刺史李孟退保易京。虎乃以桃豹為橫海將軍，王華為渡遼將軍，帥舟師十萬出漂渝津；支雄為龍驤大將軍，姚弋仲為冠軍將軍，帥步騎七萬前鋒以伐遼。
三月，趙槃還至棘城。燕王皝引兵攻掠令支以北諸城。段遼將追之。慕容翰曰：「今趙兵在南，當並力御之；而更與燕鬥，燕王自將而來，其士卒精銳，若萬一失利，將何以御南敵乎！」段蘭怒曰：「吾前為卿所誤，以成今日之患，吾不復墮卿計中矣！」乃悉將見眾追之。皝設伏以待之，大破蘭兵，斬首數千級，掠五千戶及畜產萬計以歸。
趙王虎進屯金台。支雄長驅入薊，段遼所署漁陽、上谷、代郡守相皆降，取四十餘城。北平相陽裕帥其民數千家登燕山以自固，諸將恐其為後患，欲攻之。虎曰：「裕儒生，矜惜名節，恥於迎降耳，無能為也。」遂過之，至徐無。段遼以弟蘭既敗，不必復戰，帥妻子、宗族、豪大千餘家，棄令支，奔密雲山。將行，執慕容翰手泣曰：「不用卿言，自取敗亡。我固苦心，令卿失所，深以為愧。」翰北奔宇文氏。
遼左右長史劉群、盧諶、崔悅等封府庫請降。虎遣將軍郭太、麻秋帥輕騎二萬追遼，至密雲山。獲其母妻，斬首三千級。遼單騎走險，遣其子乞特真奉表及獻名馬於趙，虎受之。
虎入令支官，論功封賞各有差。徙段國民二萬餘戶於司、雍、兗、豫四州；士大夫之有才行，皆擢敘之。陽裕詣軍門降。虎讓之曰：「卿昔為奴虜走，今為士人來，豈識知天命，將逃匿無地邪？」對曰：「臣昔事王公，不能匡濟；逃於段氏，復不能全。今陛下天網高張，籠絡四海，幽、冀豪傑莫不風從，如臣比肩，無所獨愧。生死之命，惟陛下制之！」虎悅，即拜北平太守。
夏，四月，癸丑，以慕容皝為征北大將軍、幽州牧，領平州刺史。
五月，趙王虎以燕王皝不會趙兵攻段遼而自專其利，欲伐之。太史令趙攬諫曰：「歲星守燕分，師必無功。」虎怒，鞭之。皝聞之，嚴兵設備：罷六卿，納言，常伯，冗騎常侍官。趙戎卒數十萬，燕人震恐。皝謂內史高詡曰：「將若之何？」對曰：「趙兵雖強，然不足憂，但堅守以拒之，無能為也。」
虎遣使四出，招誘民夷，燕成周內史崔燾、居就令游泓、武原令常霸、東夷校尉封抽、護軍宋晃等皆應之，凡得三十六城。泓，邃之兄子也。冀陽流寓之士共殺太守宋燭以降於趙。燭，晃之從兄也。營丘內史鮮于屈亦遣使降趙。武寧令廣平孫興曉諭吏民共收屈，數其罪而殺之，閉城拒守。朝鮮令昌黎孫泳帥眾拒趙。大姓王清等密謀應趙，泳收斬之；同謀數百人惶怖請罪，泳皆釋之，與同拒守。樂浪太守鞠彭以境內皆叛，選鄉里壯士二百餘人共還棘城。
戊子，趙兵進逼棘城。燕王皝欲出亡，帳下將慕輿根諫曰：「趙強我弱，大王一舉足則趙之氣勢遂成，使趙人收略國民，兵強谷足，不可復敵。竊意趙人正欲大王如此耳，奈何入其計中乎？今固守堅城，其勢百倍，縱其急攻，猶足支持，觀形察變，間出求利。如事之不濟，不失於走，奈何望風委去，為必亡之理乎！」皝乃止，然猶懼形於色。玄菟太守河間劉佩曰：「今強寇在外，眾心恟懼，事之安危，繫於一人。大王此際無所推委，當自強以厲將士，不宜示弱。事急矣，臣請出擊之，縱無大捷，足以安眾。」乃將敢死數百騎出沖趙兵，所向披靡，斬獲而還，於是士氣百倍。皝問計於封弈，對曰：「石虎凶虐已甚，民神共疾，禍敗之至，其何日之有！今空國遠來，攻守勢異，戎馬雖強，無能為患；頓兵積日，釁隙自生，但堅守以俟之耳。」皝意乃安。或說皝降，皝曰：「孤方取天下，何謂降也！」
趙兵四面蟻附緣城，慕輿根等晝夜力戰，凡十餘日，趙兵不能克，壬辰，引退。皝遣其子恪帥二千騎追擊之，趙兵大敗，斬獲三萬餘級。趙諸軍皆棄甲逃潰，惟游擊將軍石閔一軍獨全。閔名瞻，內黃人，本姓冉，趙主勒破陳午，獲之，命虎養以為子。閔驍勇善戰，多策略。虎愛之，比於諸孫。
虎還鄴，以劉群為中書令，盧諶為中書侍郎。蒲洪以功拜使持節、都督六夷諸軍事、冠軍大將軍，封西平郡公。石閔言於虎曰：「蒲洪雄俊，得將士死力，諸子皆有非常之才，且握強兵五萬，屯據近畿；宜密除之，以安社稷。」虎曰：「吾方倚其父子以取吳、蜀，奈何殺之！」待之愈厚。
燕王皝分兵討諸叛城，皆下之。拓境至凡城。崔燾、常霸奔鄴，封抽、宋晃、游漲奔高句麗。皝賞鞠彭、慕輿根等而治諸叛者，誅滅甚眾；功曹劉翔為之申理，多所全活。
趙之攻棘城也，燕右司李洪之弟普以為棘城必敗，勸洪出避禍。洪曰：「天道幽遠，人事難知。且當委任，勿輕動取悔。」普固請不已，洪曰：「卿意見明審者，當自行之。吾受慕容氏大恩，義無去就，當效死於此耳。」與普流涕而訣。普遂降趙，從趙軍南歸，死於喪亂；洪由是以忠篤著名。
趙王虎遣渡遼將軍曹伏將青州之眾戍海島，運谷三百萬斛以給之；又以船三百艘運谷三十萬斛詣高句麗，使典農中郎將王典帥眾萬餘屯田海濱；又令青州造船千艘，以謀擊燕。
十二月，段遼自密雲山遣使求迎於趙；既而中悔，復遣使求迎於燕。
趙王虎遣征東將軍麻秋帥眾三萬迎之，敕秋曰：「受降如受敵，不可輕也。」以尚書左丞陽裕，遼之故臣，使為秋司馬。
燕王皝自帥諸將軍迎遼，遼密與燕謀覆趙軍。皝遣慕容恪伏精騎七千於密雲山，大敗麻秋於三藏口，死者什六七。秋步走得免，陽裕為燕所執。
趙將軍范陽鮮于亮失馬，步緣山不能進，因止，端坐；燕兵環之，叱令起。亮曰：「身是貴人，義不為小人所屈。汝曹能殺亟殺，不能則去！」亮儀觀豐偉，聲氣雄厲，燕兵憚之，不敢殺，以白皝。皝以馬迎之，與語，大悅，用為左常侍，以崔毖之女妻之。
皝盡得段遼之眾。待遼以上賓之禮，以陽裕為郎中令。
趙王虎聞麻秋敗，怒，削其官爵。
咸康五年 339年
三月，燕前軍師慕容評、廣威將軍慕容軍、折衝將軍慕輿根、蕩寇將軍慕輿泥襲趙遼西，俘獲千餘家而去。趙鎮遠將軍石成、積弩將軍呼延晃、建威將軍張支等追之，評等與戰，斬晃、支首。
段遼謀反於燕，燕人殺遼及其黨與數十人，送遼首於趙。
——《通鉴 晋纪十七&十八 显宗成帝中之上&中之下》