慕容皝稱王后的第一件大事就是要消滅段部，共同的目的使燕趙兩國第一次（也是最後一次）結成同盟。
晉成帝鹹康四年（公元338年），慕容皝的使臣來到趙都鄴城，向後趙稱藩，與後趙天王石虎共商討段大計。
由於段遼連續幾年屢屢犯邊，石虎也早有打算好好教訓一下段部鮮卑，他在國內新召集勇士三萬人，擴充了本國軍事力量。
此時正好趕上不識時務的段遼派大將段屈雲攻打後趙幽州，石虎以水路舟兵十萬，陸路步騎兵七萬，分兩路討伐段遼。慕容皝當然也沒有閒著，他親自領兵攻掠段部的令支以北（今河北東北部）的城池。
慕容皝的作戰路線十分詭譎，總是攻一陣，稍有戰果，便迂迴撤退，段遼的軍隊始終難以與之正面交鋒。
面對慕容皝的撤退，段遼決定追擊慕容皝，旁邊慕容翰又出來勸說：“現在的形勢是趙國的軍隊已經集結在南面，我們應該與慕容皝合力抵抗；這個時候還和燕軍爭鬥，萬一失利，我們還怎麼抵擋南面的強敵。”
另一邊段蘭一聽慕容翰這話就火冒三丈地說：“我當初還不是被你這傢伙的一番鬼話所誤，以至造成今日之患，我再也不會上你的當了！”說著他帶上本部兵馬追擊慕容皝，慕容皝的伏兵在那裡等候已久，段蘭沒說的，又吃了大敗仗，往南面落荒而逃。
在南線方面，後趙的先鋒大將支雄的大軍長驅直入薊城，段遼所屬各郡守將，望風而降。
段部鮮卑當初一度強盛，但到了如今這步田地，連決一死戰的實力也沒有了。段遼困守令支城中，身邊的大將竟只剩下慕容翰一個，段遼的眼淚一下就流了出來，他拉著慕容翰的手說：“我不用你的建議，自取滅亡；我自己只好認命，卻讓你流離失所，心中深感遺憾。”（人說“英雄末路”，段遼到這個時候才反省自己，遲得實在離譜，不過倒是挺感人的。）
令支城中已不可久駐，段遼與慕容翰分手，帶著妻子宗族北逃密雲山躲避石虎的追趕。
慕容翰仍然不敢去見自己的弟弟慕容皝，思來想去，往東北塞外投宇文部去了。
石虎的前部輕騎兵由將軍郭太、麻秋率領，緊追段遼，終於在密雲山一帶趕上段遼的家小輜重，擒獲段遼的母親和妻子，段遼窮途末路，派自己的兒子乞特真向後趙獻上降表和名馬，石虎總算接受。
（後來段遼顯得有些後悔，又向燕王慕容皝投降，並且聯合燕兵，在密雲山設下埋伏，大敗後趙派去受降的麻秋。一年後段遼復叛，終被慕容皝所殺。遼東段部鮮卑的歷史到此全部結束，不過十六國中還將出現一個姓段的君主，那就是我們後面會提到的北涼王段業，這個段氏與鮮卑段氏有些什麼瓜葛，我已無法考證。至於一種說法說大理段氏也是鮮卑人，那至多不過捕風捉影罷了。）
石虎進入令支城，按照功勞大肆封賞，為防止段部的遺民有不軌之舉，又把他們分別遷往司、雍、兗、豫四州。（十六國時期如此規模的移民活動屢有發生，這樣的文化融合，無論如何要比戰爭好得多。）
後趙國和前燕國的“蜜月合作”，到這時出現了裂痕。石虎認為慕容皝不和後趙會師一處共討段遼，而是獨自為戰，便以此為理由繼續進兵討伐前燕。
石虎貪得無厭的“一貫作風”天下無人不曉，但出兵攻燕的行動還是讓燕人驚恐不安。慕容皝得到這一訊息，起初也有些猶豫，準備暫時避開後趙軍的鋒芒。
本族大將慕輿根分析說：“趙強我弱，大王如若動身撤退，正好是趙人求之不得的。等他們攻略了我們土地，搶掠了我們的國民，兵強馬壯，糧草豐足，我們再想反攻可就沒機會了。我們如今只要全力固守，壯大氣勢，觀其有變，再乘機出擊。要是真的不行，再撤兵也來得及。豈能望風而逃，自取滅亡呢？”
慕容皝手下的漢人謀士們也都認為趙兵雖然強大，但不足憂。慕容皝最終下定決心堅守城池，嚴陣以待。
聲勢浩大的後趙軍隊向前燕的國都棘城殺來，士兵總數多達數十萬，附近的前燕郡縣不戰而慄，向後趙投降的城堡達到三十六座。後趙大軍從東西南北四個方向向棘城發起猛攻，城內的前燕士兵軍心浮動。
慕容皝的部下玄菟太守劉佩主動請纓，他認為首要任務，是讓大家看到後趙軍隊沒有想象中的可怕，克服恐懼心理，要求自帶一支敢死隊出城迎擊後趙軍，用勝利來穩定軍心。
這支由數百名士兵組成的敢死隊忽然出現在後趙軍陣中，果然令後趙的將領和士兵始料不及，面對後趙軍所向披靡，勇不可當，衝殺一陣之後竟然能夠“斬獲而還”，（雖說“夫戰，勇氣也。”但這樣的奇蹟還是讓人驚歎。）前燕守軍深受鼓舞，士氣重新振作。
兩軍在棘城內外相持半月以上，城頭的前燕軍由慕輿根指揮，每日從早到晚全力抵抗攻城的後趙士兵。慕容皝左右一些意志不甚堅定的人勸說慕容皝降趙，慕容皝十分乾脆地斥責道：“孤方取天下，何乃降人乎！”
（慕容皝講此話時的氣魄，不得不讓人佩服。從前燕到後燕，乃至西燕、南燕這些蕞爾小國，慕容氏的子孫們都少有被對手的武力屈服的，總是想盡方法儲存自己的力量，維持自己的獨立政權，能力強者如慕容垂、慕容德，能力弱者如慕容暐、慕容超，無不如此。）
戰爭的時間一拖長，堅持不下來的成了遠師勞頓的後趙大軍。石虎見無法攻克棘城，無奈之下下令全軍撤退。
於是，慕容家族的又一位軍事天才慕容恪閃亮登場了。
慕容恪是慕容皝的第四個兒子，太子慕容俊的異母弟弟。當時慕容恪只有十五歲，卻已經是個滿腹經綸、頗通兵法的將才了。
慕容恪當時只有十五歲，卻已是滿腹經綸、頗通兵法的將才了。慕容皝對他寄予了厚望，委以重任，派他率領兩千騎兵追擊後趙兵。
好一個慕容恪，面對數十倍於己的敵軍，毫無懼色，連夜率領手下一路尾隨趙兵。然後，乘著天矇矇亮，忽然發起進攻。
撤退中的後趙士兵已弄不清對手的底細，各軍都棄甲逃竄。慕容恪這兩千精兵一路追殺，竟然斬獲了三萬多首級，令人咋舌。這就是慕容恪嶄露頭角的一戰。
後趙的軍隊亂作一團，唯有一支軍隊全軍而退，指揮這支軍隊的將領，剛好也是十六國時的風雲人物。他就是石虎的養孫、漢人石閔，真名叫作冉閔，有時也寫作染閔。
石虎退到國都鄴城，方才停下腳步。
慕容皝乘勝收復所有叛降後趙的城池，反倒把國土拓展到原先後趙的境內，以後幾年燕趙之間戰爭不斷，戰爭的號角從東北傳向黃河流域，讓人隱隱感到北方又一場大的戰亂已經為期不遠了。