隆興元年（金大定三年，1163），金帥紇石烈誌寧致書南宋樞密使張浚，要求“凡事一依（金）皇統以來舊約（指紹興和議）”，並索取侵地和貢賦。南宋關於地位平等和重議劃分疆界的要求，遭到金世宗的完全拒絕。
宋孝宗決定對金作戰以改變宋金臣屬關係。隆興元年四月，孝宗命樞密使、都督江淮軍馬張浚督軍北伐。然而，自紹興三十一年（1161）十月金世宗即位，十一月完顏亮被殺，到次年九月，金軍主力一直在北方鎮壓內部叛亂，而高宗到紹興三十二年（1162）六月才傳位給孝宗，這一段攻金最佳時間已被延誤。到孝宗北伐時，金軍已搶在南宋之前作好了準備。
五月，在張浚的部署下，宋將李顯忠等攻占靈璧（今安徽靈璧）、虹縣（今安徽泗縣），繼而又攻下淮北重鎮宿州，使南宋君臣大為振奮。孝宗隨即任命李顯忠為淮南、京畿、京東、河北招討使，邵宏淵為副使，孝宗還下詔親征。金世宗得到消息，也迅速派中使督戰，命金左副元帥紇石烈誌寧立即率精兵進攻宿州（今安徽宿州），與李顯忠部連日激戰，雙方勝負相當。在這關鍵時刻，副帥邵宏淵不僅按兵不動，還散布謠言蠱惑軍心，其中軍統製周宏甚至帶頭逃跑。宋軍被迫於夜晚撒軍南還，移軍守淮，史稱“符離之戰”。
符離之戰後，主和派湯思退重新上台任右相，他竭力主和，而主戰的張浚則竭力反對議和並得到孝宗的支持，然而湯思退公然以太上皇宋高宗壓製孝宗，使孝宗最後終向主和派屈服。隆興二年（1164）四月，張浚被罷相，不久就病死了，臨死還以不能收複中原為恨。朝政完全為湯思退等主和派把持，他們撒消了張浚生前的所有抗金部署。十月，金軍乘機南侵，迅速占領了濠州、滁州，但是，接下來的戰役裏，宋將卻接連擊退金軍的進攻。孝宗這時遣使到金議和，表明不再向金稱臣，改“歲貢”為“歲幣”，數目減十萬。閏十一月，宋使與金左副元帥紇石烈誌寧就上述條件初步達成協議。十二月，宋使以正式國書出使金朝。乾道元年（1165），宋使到金都麵呈金世宗。因和議於隆興二年（1164）已基本達成，所以史稱“隆興和議”。
為什麼說在南渡諸帝中宋孝宗卓然稱首
在南渡諸帝中，宋孝宗是一個真正想有所作為的皇帝。他銳意恢複，即位之初，就在張浚的支持下北伐。然而，由於已經錯過了攻打金朝的最佳時機，加上用人不當，副帥邵宏淵在關鍵時刻按兵不動，使“符離之戰”沒有取得勝利。之後，又在太上皇高宗的安排下被迫起用主和派湯思退為相，朝政完全為主和派把持。隆興二年（1164），孝宗和金朝議和，這便是“隆興和議”。隆興和議雖然是宋金所達成的和議中最接近於平等的和議，但畢竟還是不平等的。隆興和議絕不是宋孝宗期望的結果，他的目的是收複中原，恢複北宋邊疆。在太上皇宋高宗的迫使下隆興和議雖然最終達成，卻讓孝宗心裏一直憤憤難平。他決定用武力恢複中原，一雪國恥。
然而，陳康伯、吳璘、張浚等將領相繼去世，孝宗隻好把恢複的期望都寄托在采石之戰的指揮者虞允文身上。乾道三年（1167），孝宗任命他知樞密院事兼參知政事，替代去世的吳璘出任四川宣撫使。五年（1169）八月，又召虞允文入朝為右相。八年（1172），升虞允文為左相，再命他出任四川宣撫使，封襄國公。孝宗與虞允文相約，虞允文由四川出兵攻金，他派兵由江淮北上響應，會師河南，一起攻金。為此，孝宗整軍練武，積極備戰，並幾次以接受金朝國書儀式不平等而發難，企圖引發軍事對抗。但是，虞允文到川後，想準備充分，遲遲沒能定下發兵的日期，卻於淳熙元年（1174）病死，使得孝宗失去了唯一可以依靠的抗金大將。加上孝宗背後有隨時製約他的太上皇高宗，又得不到大臣的支持，終於使他“用兵之意弗遂而終”。
雖然宋孝宗最大的理想——恢複中原沒能實現，但是他在發展經濟和文化、興修水利和輕徭薄賦等其他方麵還是頗有成效的。
宋孝宗時期的文化學術非常繁榮，他對主流學派王安石新學及新興起來的程朱理學采取兼容並蓄、共同發展的政策。孝宗朝可說是南宋思想界最活躍的時代，這個時期著名學者輩出，如朱熹、陸九淵、陳亮、葉適等，而著名的文學家陸遊、範成大、楊萬裏、辛棄疾等，也主要活躍在宋孝宗時期的。孝宗時教育也很發達，除了國家辦的府、州、縣學，還興加嶽麓書院、白鹿洞書院、石鼓書院等著名官修書院，另外，朱熹的武夷精舍、陸九淵的象山書院等私人書院也非常有名。