自景祐五年起，原臣服宋朝的西平王李元昊称帝建立西夏，公开与宋朝对抗，使得与夏邻界的陕西形势非常吃紧。宝应二年，韩琦刚从四川回到京城，就向朝廷详细剖析了陕西边备形势，随即被任命为陕西安抚使。到了陕西，他看到苛捐杂税很重，百姓非常穷苦，便一律予以免除。

　　康定元年正月，李元昊大举围攻延州，守将刘平、石元孙在三川口兵败被俘，镇守延州的范雍降职他调，韩琦大胆推荐因“荐引朋党”罪名而被贬至越州的范仲淹。他在上仁宗的奏章中说：“若涉朋比，误国家事，当族。”又为被诬陷的刘平的宗族子弟申辩。

　　五月，韩琦以枢密直学士与范仲淹一同被任命为陕西经略安抚、招讨副使，充当安抚使夏竦的副手 。韩琦主持泾原路，范仲淹主持鄜延路。

　　在对西夏用兵的策略上，三人意见分歧。韩琦持强硬立场，力主攻策，与夏军决战。他认为拖延时日，财政日绌，难以支撑，况且分兵诸路，容易被各自击破，不如“并出一道，鼓行而前，乘贼骄惰，破之必矣”。范仲淹则主张持久防御，在加强军备的前提下，乘便击讨，不赞成深入敌境的进攻战。

　　夏竦难以定夺，即派韩琦、尹洙到开封以攻守二策进呈朝廷，请仁宗自己决定。仁宗幻想一举解决问题，于是决定采用韩琦攻策，并下诏鄜延、泾原两路会师，定期于庆历元年正月进攻。后根据范仲淹请求，改为春暖出师。

　　庆历元年春，李元昊在伺机攻宋前，向宋军诈和，被韩琦识破。他命令诸将严加防守。

　　二月，李元昊率十万大军进攻渭州，直逼怀远城。韩琦闻讯，急派大将任福领兵一万八千人，以桑怿为先锋，前往抵御，进行阻击。行前，韩琦向任福面授机宜，命令他们绕到夏军背后，可战则战，不可战则据险设伏，截其归路，并再三叮嘱：“如果违命，即使有功，也将定罪处斩。”

　　任福在张家堡南小捷，于是贪功轻进。夏军佯败退走，沿途遗弃不少物资，宋军不知是计，轻装猛追至渭州以北的好水川。

　　当时，夏军在好水川里边放了几个木盒子，宋军只听盒子里有鸟叫声，不敢轻动。任福到时，命令打开，只见一百多只鸽子飞跃而出，盘旋在宋军上空。这正是西夏军队发出的合击信号。宋军正在惊疑之时，夏军已从四面合围。宋军人马三日乏食，疲惫不堪，奋战后仍遭遇大败，包括任福在内的将卒六千余人阵亡。

　　韩琦闻讯后，立即下令退军，在半路中，阵亡将士的父兄、妻子数千人，号泣在他的马首前，拿着旧衣、纸钱招魂，哭道：“你从前跟随招讨出征，如今招讨回来而你死了，你的魂识也能跟着招讨回来吗?”当时哀恸之声响彻天地，韩琦掩泣驻马，不能行进。宋军兵败好水川，虽不是韩琦亲自指挥，但贸然出兵，用人不当，也难辞其咎。

　　战后，宋廷追究败军之责，撤去了夏竦的职务，韩琦、范仲淹也被调职他用。韩琦降为右司谏、知秦州，范仲淹降为户部员外郎、知耀州。十月，宋廷分陕西为秦凤、泾原、环庆、鄜延四路，各自设置帅臣，其中韩琦兼任本路马步军都部署、经略安抚缘边招讨使。

　　庆历二年四月，朝廷为四路帅臣换职为观察使，范仲淹等三人均不肯接受，只有韩琦同意受任秦州观察使。闰九月，宋军又大败于定川寨，大将葛怀敏战死，主持泾原路军务的王沿被降职他调。十一月，朝廷命韩琦恢复旧职，任陕西四路经略安抚、招讨使，与范仲淹屯驻泾州，共守西陲。

　　当时在陕西的东兵自禁军宿卫而来，不耐劳苦，韩琦奏请增添土兵代其戍守，又筑德顺军，以作为萧关、呜沙道路的屏障。

　　自好水川败后，韩琦始信服范仲淹守议，两人同心协力，互相声援。由于两人守边疆时间最长，又名重一时，人心归服，深为朝廷倚信，故天下人称为“韩、范”。