十一月，刘昌祚率军五万首先攻到灵州城下。接着高遵裕也率兵赶到。就在刘昌祚即将入城之际，高遵裕害怕这次战功被刘昌祚拔定头筹，便利用节制刘军的权力阻止刘昌祚攻入灵州，定下了所谓合围灵州的下下之策。当时，宋神宗也深恐刘、高孤军深入兴、灵二州有所不测，急命李宪亲率重兵、押运粮草从兰州赶往兴、灵二州，董毡也率吐蕃军协助同往，以为后援。但此时的李宪却一心放在建立兰州帅府上，对于再趋重兵增援并无甚多兴趣。在进发兴、灵二州的途中，因为遇到了夏人的阻截，李宪错误地决定折道天都山(今宁夏中卫境内)，焚烧了西夏的南牟内殿和所有馆库，迫使西夏统军星多哩鼎退守葫芦河流域，然后班师回到了兰州。
就在这时，高遵裕、刘昌祚围困灵州城十八天却仍旧不能破城，早已粮饷不继，又值天降大雪，兵卒饥寒交迫，斗志渐渐衰颓，可谓进退维艰。粱太后见时机已到，便下令决开黄河七级灌渠，淹灭高遵裕围城大军。可怜宋兵十余万众，冻溺而死者不计其效，夺路逃生者仅有一万三干多人。这次大规模的伐夏行动(史称“灵州战役”)，除李宪所部之外，其他各路大军均困于灵州，因粮草断绝，先后惨遭溃败，北宋王朝共计损失近四十万人。
战报传至朝廷，神宗大为恼怒。元丰五年(1082)正月，降旨高遵裕责授郢州(今湖北钟祥)团练副使、本州安置;种谔、王中正、刘昌祚分别受到降职处分。李宪未能率部及时赶到灵州相援，董毡所部也严重失期，两人均出师无功。事后，李宪深知此次军事失利非同小可，便急忙上疏神宗，一方面强调自己开发兰州、会州有功，另一方面又以中途受阻、无法如期赶赴兴、灵二州为借口，把罪责尽量往其他将领身上推卸，企图以此邀功弭责。同知枢密院、宰相孙固认为李宪未能如期会师，按律当处斩刑。然而在对李宪的处理上，神宗与朝臣发生了严重分歧。神宗认为李宪经营西北数年，功大于过，再加上李宪的强口狡辩，并且此役确实客观上保存了熙河路大军，于是只是诘问董毡失期的原因，对李宪以粮不济为借口而赦其无罪。
对此，李宪感激涕零。为了纳忠效信，时方灵州兵败三月，李宪上书神宗，请求再举伐夏，以将功补过。神宗问计于宰相王珪，王珪见风使舵，表示可以。宋神宗又问计于王安礼(王安石弟)，王安礼认为过于仓促，难免再败。由于宋朝新败，朝议不一，所以此事不了了之。不久，神宗催李宪回京议事，并诏赐白银、丝帛甚多，任命其为泾原路经略安抚制置使，配给卫士三百人，加封景福殿使、武信军留后。后来，诏令其重回熙河路任职，并节制秦凤路诸将。
五、屡遭贬降，终老陈州
西夏击败北宋五路大军后，对北宋边境地区的侵掠更加肆无忌惮。为了固守边镇，元丰五年(1082)七月，宋神宗委派给事中徐禧、内侍李舜举巡边来到鄜延与种谔商议，准备在夏、银、石三州交界地段修建永乐城(今陕西米脂境内)。又命李宪与徐禧掎角而守，互为应援。种谔认为此地依山而无水，有犯兵家所忌，不应当建城。宋神宗不听，反而下令徐禧率领蕃、汉兵民兴工修筑，并限十四天把城修好。徐禧筑起永乐城后，留下副总管曲珍领兵一万驻守。因为永乐城的修筑对西夏的确构成了极大威胁，加之夏人新胜，斗志正盛，于是从全国调发三十万大军前来攻打永乐城。徐禧同将领们登城西望，但见夏兵弥原遍野，难以看到边际。西夏骑兵“铁鹞子”也渡河来攻，势不可挡。
