率军抵达宾州（今广西宾阳）后，并未急于进攻，而是下令休整十日。侬智高探知消息，大笑道：“狄青徒有虚名，不过是个胆小鬼！”却不知这正是狄青的“缓兵之计”。正月十五元宵节，狄青大摆宴席，声称要与将士共度佳节。二更时分，他突然称病退席，实则亲率先锋军连夜奔袭昆仑关。
昆仑关地势险要，素有“一夫当关，万夫莫开”之称。狄青身先士卒，率部摸黑攀崖而上，守军还在睡梦中便被斩杀。次日清晨，当侬智高得知昆仑关已失，慌忙调兵在归仁铺列阵。狄青指挥宋军分三路夹击，他手持白旗指挥骑兵从左右两翼迂回，大败叛军，追击五十余里，斩首数千。侬智高趁乱纵火而逃，其部下黄师宓（huángshii）等57名核心成员被斩杀，五百余人被俘。
战后，有人发现一具穿金龙衣的尸体，称是侬智高。狄青却严词拒绝：“怎知这不是一个骗局？我宁可说侬智高失踪，也不敢欺骗朝廷来贪求战功。”这种不贪功、重事实的态度，让他赢得了“不欺君”的美名。
侬智高之乱平定后，狄青被拜为枢密使，成为北宋开国以来首位由行伍出身的枢密使。此时的他达到了人生巅峰，却也陷入了文官集团的重重包围。
北宋自“杯酒释兵权”后，便奉行“崇文抑武”国策，武将地位远低于文官。狄青的崛起打破了这一平衡，自然招致猜忌。谏官们纷纷上疏，称其“家狗生角，屡有光怪”，甚至诬蔑他“收买军心，图谋不轨”。翰林学士欧阳修连上三道奏章，直言“武臣掌国机密而得军情，岂是国家之利”。宋仁宗虽信任狄青，却也架不住朝野舆论，最终在嘉佑元年（1056年）将其罢为同中书门下平章事，出判陈州（今河南淮阳）。
离京前，狄青质问宰相文彦博：“我何罪之有？”文彦博冷冷答道：“无他，朝廷疑尔。”这句话道破了北宋武将的悲哀——功高震主便是原罪。狄青被贬后，朝廷仍不放心，每半个月派使者“抚问”一次，实则监视。在这种压抑的环境下，狄青“惊疑终日”，最终于嘉佑二年（1057年）因嘴上生毒疮郁郁而终，年仅49岁。
狄青死后，宋仁宗为其辍朝两日，追赠中书令，谥号“武襄”（wuxiāng）。熙宁元年（1068年），宋神宗将其画像迎入宫中，亲撰祭文，称其“起行伍而名震夷夏，深沈有智略”。