登国六年的魏燕绝交尚未导致双方的战争。原因是各自的后方都不安定。当时后燕还有两个宿敌未灭，一是翟魏，一是西燕。翟魏是丁零人在黄河南岸滑台建立的政权，它以河为固，“反复三国（东晋、后燕，西燕）之间”，经常骚扰进攻后燕的南部边疆。392 年慕容垂分兵二路渡过黄河，灭掉翟魏。之后，慕容垂立即调集兵力准备进击西燕。393 年十一月，慕容垂三路大军集中在太行山东麓，破台壁，取晋阳，围长子，势若击卵。次年五月，长子城陷，杀慕容永，亡西燕。至此，西燕所统的上党八郡和翟魏控制的东平四郡尽归于后燕。与此同时，拓跋圭也在全力巩固后方。393 年三月，魏军西渡苦水，大破侯吕邻部。七月，南攻收容铁弗勃勃的薛干部。次年十月，拓跋圭命人逐杀从云中西走的柔然部落。这些西部柔然是前几年被强徙到云中来的。被逐杀的柔然人只有万余人逃到漠北。拓跋魏成为塞北唯一强大的势力。
登国十年（395）五月，慕容垂以太子慕容宝为伐魏主帅，命慕容农、慕容麟率众八万为主力，自五原郡袭击拓跋圭。慕容德、慕容绍各将步骑一万八千余众殿后。后燕将士自恃势众力强，非常骄横轻敌。拓跋圭听从张衮的意见，悉徙部落畜产西渡黄河，避开敌军的锋芒。后燕军队轻而易举地攻占了五原，将在这一带垦荒植田的拓跋别部三万余家俘获。燕军到达黄河岸边，建造船只准备渡水。隔岸相望的拓跋圭沿河构筑了许多台告津，重兵把守，警惕防卫。他一面派人去后秦姚兴那里寻求救兵，一面调兵遣将。命令拓跋虔率骑五万东去，绝断燕军左路；又令拓跋仪率骑五万屯守朔方，以承燕军后路；拓跋遵率骑七万堵截燕军南去的归路。
九月，燕军的渡船造好，慕容宝率军渡河。船至中游，忽然暴风骤起，燕军船队大乱。数十只船被风吹到对岸，为魏军所俘。燕军渡河不成，反而损失三百余人。这时，阵中又传出了慕容垂病死的消息，燕军人心浮动。原来慕容宝发兵之时，慕容垂身染重疴。拓跋圭切断了去中山的道路，传递消息的后燕使者尽数为魏军抓获，慕容宝已好久不知其父病情。拓跋圭强迫燕使喊叫慕容垂已死的消息，慕容宝信以为真。他与慕容麟因争夺皇位，互相猜忌，无心恋战。冬十月，慕容宝下令烧船撤军。拓跋圭乘黄河封冻，引兵济河，抛下辎重，选取精锐二万余骑穷追不舍。
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。
拓跋圭取信都后，旋即回师中山。在曲阳柏肆，魏军被后燕夜袭大营，吃了一亏。但很快拓跋圭便镇定下来，在营外鸣鼓收兵，选择时机纵骑冲击，反败为胜。第二天，慕容宝丢弃大军奔还中山。当时，天寒地冻，风雪交加，燕军被风雪冻死者相枕于路。拓跋圭俘获大批燕军将士，收得兵器数十万件。三月，慕容宝向魏求和，请以常山以西属魏，中山以东归燕，并答应送还拓跋觚。不久慕容宝悔约，拓跋圭重新用大兵包围中山城。
后燕统治集团矛盾重重，突出的问题是兄弟争位。慕容麟拥有重兵为慕容宝所嫉。慕容麟素轻慕容宝昏庸无能，时欲取而代之。魏军围城的当夜，慕容麟图谋杀兄自立，事发，出奔西山。慕容宝害怕他先据龙城，遂带着妻子及兄弟宗族数千骑弃城北走。魏军追至范阳，不及而还。中山城内拥立慕容详为主，仍扼守不降。拓跋圭把拓跋仪从邺城前线调来负责粮运，继续围城。不久，慕容麟返回中山，杀慕容详自立。九月，中山城粮绝。慕容麟率三万人去新市找粮，与拓跋圭在义台坞会战，魏军大获全胜，斩杀九千余人。慕容麟单骑逃至邺城，被慕容德杀死。中山城无主，守将张骧、李沈等献城投降，随之而降的各级官吏士卒二万多人。经过一年多的反复较量，拓跋圭终于攻占了燕都中山城。守邺的慕容德得知中山失陷，次年正月弃邺，南下滑台阻河拒守。这样，原属后燕的黄河以北的广大的关东地区遂归魏有。由联盟转变成国家拓跋联盟进入汉族长期聚居的中原地区，受到先进的封建经济、文化的强烈冲击，生产力和生产关系产生急剧的变化。天兴元年（398），二十八岁的拓跋圭最终完成了拓跋国家的建立。
平定中原后，拓跋圭下令“离散部落，分土定居，不听迁徙”。拓跋氏族部落组织的解体在什翼犍死后已经开始，拓跋圭重建联盟也曾“散诸部落”，但大规模地瓦解部落组织，用地域性的国家组织代替血缘关系，还是在平燕以后。拓跋圭强迫部落大人和普通的氏族成员脱离统领关系，要求原来的“君长大人皆同编户”。贺兰部首领贺讷是拓跋圭的舅父，这次也被解除了对部众的统领权力。
拓跋圭建立国家的第二个标志是公共权力的设立，这种公共权力已成为阶级压迫的工具。拓跋圭模仿汉族统治者的传统形式建立了一整套政权机构。天兴元年六月，拓跋圭议定国号为“魏”，历史上称之为北魏。七月，从盛乐迁都平城，“始营宫室，建宗庙、立社稷”。八月，“正封畿，制郊甸，端径术，标道里，平五权，较五量，定五度”。十一月，又命令“尚书吏部郎中邓渊典官制，立爵品，定律吕，协音乐；仪曹郎中董谧撰郊庙、社稷、朝觐、飨宴之仪；三公郎中王德定律令、申科禁；太史令晁崇造浑仪，考天象；吏部尚书崔玄伯（宏）总而裁之。”十二月，他正式称帝，改元。在此之前，他还设置了刺史、太守、令长等外职官员。并在中原地区设立了八个军府，在北方边境设立了镇戍，区分了中军和外军，当时北魏“中军精骑十有余万，外军无数”。
第三，“国家存在的经济体现就是捐税”。根据中原和代北的不同特点，拓跋圭规定了相应的租税赋役制度。天兴元年正月，他重申维持旧燕旧土的租赋制度。在平城及其周围设置八部帅，其职责是对分土定居的氏族成员“劝课农桑，量校收入，以为殿最”。同年，拓跋圭从中原地区迁徙大量被征服的人口到京城，“诏给内徙新民耕田，计口授田”。封建主义生产关系在代北地区有了发展，国家按比例对定居从事农业劳动的国人和徙民考课，为北魏政权的存在提供了物质保障。
拓跋圭所建立的国家虽然带有一定程度的奴隶制特点，但决定其社会性质的因素基本上是属于封建制的，只不过尚未成熟而已。
北魏政权是中国历史上较早的一个由少数民族建立的，统治地位比较稳定的，统治时期比较长的封建王朝。它最终结束了十六国时期的长期混战、分裂的局面，统一了北部中国。它促进了各进入中原地区的少数民族和汉族人民的融合，使南北政权的对立逐步丧失了民族矛盾的色彩，为以后全国的统一提供了重要的社会条件。
需要指出的是，拓跋圭所建立的封建国家还是很不健全的，带有很大的原始性和过渡性。南朝人称北魏政权是“胡风国俗，杂相揉乱”。《魏书·礼志》也承认“虽参采古式，多违旧章”。这种浓重的氏族残余，首先表现在官制上。部落联盟时期，联盟的最高权力机构是诸部大人议事。诸部大人议事有个常设机构负责处理联盟的日常事务，它最早叫做四部大人。拓跋圭建国后，这个机构被扩大为八部大夫，并比附汉人官制“以拟八座”。他们执掌朝柄，权极重。天兴二年（399），拓跋圭“分尚书三十六曹及外署，凡置三百六十曹，令八部大夫主之”。管理诸方杂人的机构”因而不改，南北犹置大人，对治二部”。北魏的刺史、太守、令长皆置三人，“宗室一人，异姓二人，比古之上中下三大夫”。这种多元政体都是军事民主制度在国家机构中的遗留。另外氏族残余还表现在兵制上。北魏初期的兵带有部落兵的特征，一道离散部落的命令很难割断血缘的纽带，将领和士兵之间不仅是统属关系，而且有亲缘关系。部落首领在军队中仍然存在着很大的影响。
上述特点使得旧部落贵族在北魏初期的国家政权中保持着重要的势力。
这种势力是拓跋圭强化皇权的严重障碍。因而，拓跋圭同他们之中的某些人关系相当紧张。但另一方面，拓跋圭的建国是通过对周围各族和中原汉族的征服战争实现的。在压迫被征服民族的问题上，拓跋鲜卑上层分子之间态度完全