北魏王朝经拓跋圭、嗣父子两代的经营，尽取黄河以北山西、河北之地，隔河与南朝刘宋政权相峙。处于上升阶段的拓跋氏雄心勃勃，力图统一北方，进击南朝。然而整个北方地区的形势仍然十分复杂，赫连夏称雄关中，匈奴别种卢水胡建立的北凉盘踞河西，鲜卑乞伏氏建立的西秦割占陇右，辽东则有冯跋建立的后燕，北方的柔然更是不断犯界侵扰，在拓跋氏统一北方的道路上仍然面临着许多强硬的对手。同时，南方的刘宋政权亦虎视眈眈，公元424年，刘义隆即位，是为宋文帝。他一面改革内政，整顿吏治，督课农桑，在南方出现了一个社会安定，经济发展的小康局面，史称“元嘉之治”。一面积极筹划北伐，力图收复武帝刘裕北伐时所丢失的洛阳、虎牢（今河南荥阳县汜水镇）、滑台（今河南滑县东）等河南之地，形成对北魏王朝的又一个威胁。因此，拓跋焘即位后，戎车屡动，频频征讨，开始了一系列的军事活动。
拓跋焘的第一个目标便是柔然。柔然，《魏书》称蠕蠕，是鲜卑族的一个分支，约在五世纪初，建立起一个东起外兴安岭，西越阿尔泰山，南到大沙漠，北包贝加尔湖的强大游牧国家，成为拓跋族在北方的一个劲敌。北魏建立之初，柔然便不断侵扰，蠕蠕犯塞”的记载史不绝书。始光元年（424），拓跋焘即位不久，柔然汉纥升盖可汗大檀就率领六万骑兵攻入云中（今内蒙古托克托东北），杀掠吏民，抢劫财物，攻陷盛乐（今内蒙古和林格尔西北）故都。拓跋焘率轻骑讨之，亦陷入重围，全赖殊死拼战，才使柔然兵退。柔然的侵扰牵制了北魏力量，使其无力进一步征服其他割据政权，更无力南进，与刘宋王朝争强。拓跋焘也清楚地认识到这一点，提出如果不先征服柔然，就会腹背受敌，陷于困境。他不顾太后和众多大臣的反对，在崔浩等支持下，决定北征柔然。
始光元年（424）九月，拓跋焘大集士卒，治兵于东郊，准备北征。十二月，拓跋焘亲征，以平阳王长孙翰率军出参合（今内蒙古凉城东北），自领一军进屯柞山（今内蒙古和林格尔境内），与阿伏干率领的柔然骑兵相遇，斩首数千，获马万余匹，大胜而归。明年十月，拓跋焘再次治兵于西郊，大举北伐，东西五道并进，大军至漠南，舍辎重，轻骑带十五日粮越大沙漠进攻，柔然可汗大檀惊慌失措，率众北遁。这两次北伐虽然并没有使柔然受到致命打击，但使得柔然对北魏的侵扰有所缓和。
始光二年（425），夏主赫连勃勃死，子昌继位。先是，赫连勃勃立太子赫连璝，后欲废璝而立幼子酒泉公赫连伦，璝于是攻杀伦，三子太原公昌又率兵攻杀璝，勃勃即以昌为太子，及勃勃死，昌遂得继位。拓跋焘闻知勃勃诸子相攻，关中大乱，遂乘机西伐。始光三年（426）九月，以司空奚斤领一军袭蒲坂（今山西永济县东），宋兵将军周几领一军袭陕城（今河南陕县西），进逼关中重镇长安。十月，亲领大军奔袭统万（今内蒙古乌审旗南），行至君子津（今内蒙古清水河县西北九十公里黄河处），天气暴寒，河水冰冻，拓跋焘遂帅轻骑二万从冰上渡河，兵至黑水（今陕西横山西北长城外无定河北岸的支流淖泥河），离统万城仅三十余里，正是冬至日，赫连昌在宫中大宴群臣，突闻消息，上下惊恐。赫连昌匆促领兵迎战，大败而退，城门未及关闭，魏军乘势攻入西门。赫连昌退入宫内，紧闭大门，拓跋焘见一时难以攻下，遂于第二天分兵四掠，获牛马十余万头，徙民户万余家而归。与此同时，另两路魏军亦先后占领弘农（今河南灵宝北）、蒲坂、长安。
始光四年（427）春，赫连昌遣其弟赫连定领兵二万向长安，力图夺回这一关中重镇，魏兵固守，双方相持于长安城郊。拓跋焘闻报后，遂伐木阴山，大造攻城器具，准备再度伐夏。五月，分部诸将，以司徒长孙翰、廷尉长孙道生、宗正娥清等领骑兵三万为前都，常山王拓跋素、太仆丘堆、将军元太毗等领步兵三万为后援，南阳王优真、执金吾桓贷、将军姚黄眉等领步兵三万部送攻具，将军贺多罗领精骑三千为前候。大军到拔邻山（在黑水东北，今内蒙古鄂尔多斯境内），魏军舍弃辎重，拓跋焘领轻骑三万奔袭，至于黑水，魏军在周围山谷分兵设伏，拓跋焘领一军直趋统万城。赫连昌本欲坚守，待在关中的赫连定回师援救，然赫连定正与长安魏军胶着不下，拓跋焘又故意示之以弱，令士兵采集野菜为食。于是，赫连昌引步骑三万出城迎战，魏军伪退，夏兵鼓噪追击，魏军突然反击，夏兵不及防备，大溃而奔，魏军乘胜攻入统万城内，赫连昌逃奔上邦（今甘肃天水），长孙翰领军追至高平（今宁夏固原），不及而还。正在长安城外的赫连定闻统万已破，军心大乱，亦收众退奔上邽。明年二月，平北将军尉眷领兵攻占上邽，赫连昌退保平凉（今甘肃平凉西北），不久，被魏兵所擒。赫连定收拾余众，保据平凉，即皇帝位。
当拓跋焘大举攻夏之际，柔然见魏军方有事于西方，又屡屡侵扰边界，神麔元年（428），柔然骑兵万余攻入塞内，大掠边民而走。因此，拓跋焘决定再行北伐柔然。神麔二年（429）四月，拓跋焘治兵于南郊，分军遣将，平阳王长孙翰领军自西道向大娥山，拓跋焘领军自东道向黑山（今内蒙古和林格尔西北），同会于柔然可汗庭（今蒙古人民共和国哈尔和林西北）。五月，东道魏军到达漠南，舍弃辎重，轻骑奔袭。兵至粟水（今蒙古人民共和国西北部之翁金河），柔然可汗大檀闻听北魏大军来到，不及设备，只得携其家族，焚毁屋舍西遁，部落四散，畜产布野，无人收视。大檀弟匹黎先闻有魏军来攻，帅众欲来救援，恰遇西道魏军到达，被魏军击溃。拓跋焘率魏军沿粟水西行，六月，到达离平城三千七百余里的菟园水（今蒙古人民共和国杭爱山南之推河），魏军分兵搜讨，东至瀚海（今蒙古高原东北境），西至张掖水（今纳林河），北越燕然山（今杭爱山），原来受柔然控制的高车诸部也趁机摆脱柔然，先后归附北魏者有三十余万落之多，所获牛马百余万匹。七月，拓跋焘引兵东还，回到漠南，闻东部高车屯驻已尼陂（今贝加尔湖），人畜甚众，遂遣左仆射安原等领骑兵往攻之，招降东部高车数十万落，将他们劫往漠南北魏控制地区。十月，魏军凯旋回到平城。
柔然的强盛，本来是靠高车部落的依附，一旦高车挣脱统治，柔然汗国的势力，便骤然削弱，可汗大檀以部落衰弱，恚恨发病而死。此后，拓跋焘在太平真君四年（443）和十年（449）又两次亲征，击败柔然，使柔然怖威北窜，不敢复南，消除了北部边境的威胁。
击败柔然后，拓跋焘整顿了北边的镇戍。北魏在北部边境设置镇戍，起于道武帝拓跋圭时，其时，拓跋族正步入中原，为免除柔然入侵带来的后顾之忧，在边境地区设置镇戍，配备镇兵御边。明元帝拓跋嗣时，又进一步增设镇戍，在西起五原（今内蒙古包头西北）、东至赤城（今河北赤城），绵延二千多里的边境上筑长城，配置镇戍。拓跋焘在征服柔然后，对北边镇戍加以完善，使之制度化，西暨五原、东至濡源（今河北东北部滦河），三千多里的边境上，分设六镇，徙柔然、高车降附之民居之，各镇设置府司，增置吏员。不久，又诏令数有战功，兼悉北境地形的来大千巡抚六镇，经略布置。这样，就使原来仅仅为了御边而设置的镇戍成为边境一级地方政权，兼理军民政务。此后，这一套镇戍制度便相沿传至北魏末，直到六镇起义后，才改镇为州。