于北征幽州时病倒，回京不久后驾崩，时年39岁。逝世前，柴荣任命赵匡胤为殿前都点检、归德军节度使。次年（960年）正月初一，传闻契丹兵将南下攻周，宰相范质等未辨真伪，急遣赵匡胤统率诸军北上御敌。周军行至陈桥驿，赵匡义和赵普等密谋策划，发动兵变，众将以黄袍加在赵匡胤身上，拥立他为皇帝，史称“陈桥兵变”。随后，赵匡胤率军回师开封，京城守将石守信、王审琦开城迎接赵匡胤入城，胁迫周恭帝禅位。赵匡胤即位后，改国号为“宋”，仍定都开封。石守信、高怀德、张令铎、王审锜、张光翰、赵彦徽等皆得授节度使位号。
尽管有诸多文人粉饰，将赵匡胤描写的无辜而被动，但赵匡胤黄袍加身的整个过程充满了浓浓的阴谋气息。好兄弟尸骨未寒，你就胁迫人家孤儿寡母把皇位“让”给了你，合适吗？
赵匡胤“被迫”当上了皇帝之后，觉得龙椅坐得很舒服。就怕其他如石守信、高怀德等手握兵权的大将也“被迫”了一下，就来了一出“杯酒释兵权”，非常完美且又毫不血腥地解除了几位统兵将领的兵权。
“杯酒释兵权”之后，赵匡胤又进行了一系列的军事改革。
新设枢密院与三衙统领各有所司，三衙虽然掌握禁军，但却无调兵和发兵的权力。枢密院有发兵、调兵之权，而不能直接掌握军队；行“强干弱枝”之策，调各地精锐官兵组成禁军，半数留于在京城拱卫皇城。又行“更戍法”，无论驻屯京城的禁军，还是驻在外地的禁军都必须定期调动。京城驻军要轮流到外地或边境戍守，有的则要到产粮的地方就粮。
这样一番操作下来，老赵家的皇位是稳当了，但其造成的后果也是严重的：兵不知将，将不知兵，军队战斗力大幅度下降；不懂军事的文官控制军队，造成军队战斗力再一次大幅度下降。如此连番降下来，军队还有多少战力实在令人怀疑，“宋鼻涕”的帽子也就摘不下来了。
方仲永不愿意繁华的大宋被野蛮落后的游牧民族侵袭，强军这一步是一定要走的。
后世军事理论认为，在武器没有代差的情况下，战争打的是后勤，是资源。要强兵，先富国。