當時趙匡胤為滑州（今河南滑縣東）副指揮使，後被郭威養子柴榮調到身邊，被任命為開封府馬直軍使。公元954年，後周太祖去世，同年柴榮繼承皇位，也就是後周世宗。此後，趙匡胤更成為後周世宗的得力助手。
在幾乎所有的開國皇帝中，他們都需要有個最關鍵的因素，那就是動亂的時機。設想一下：如果當初天下太平的話，也許趙匡胤的官職也就是再大一點而已。然而，正是有了動亂這一機緣，讓他有了積累功績的機會，讓他有了步步高升的台階，從而給了他更多的權力，這在無形中都是導致開國的誘因。
柴榮的即位，不僅使柴榮本人有了機會，也讓趙匡胤等人有了改變命運的機會。柴榮本來就是一個順應曆史趨勢的英明君主，他後來積極從事的統一全國的事業，為趙匡胤等一批有才華的文武大臣提供了施展舞台的機會，再者，趙匡胤原來是柴榮即位前的親信將領，自然會受到重用。還有最重要的一點是，柴榮即位後，趙匡胤隨之被調到中央禁軍任重要職務。這一重大的職務調動，給趙匡胤後來稱帝提供了最為直接的便利條件。
當時，北漢劉崇認為郭威的死，正是滅周複漢的時機，於是聯合契丹對後周發動了進攻，柴榮親率趙匡胤、殿前指揮使張永德應戰，雙方部隊在高平相遇，遂展開激戰。戰鬥開始不久，北漢軍隊就占了上風，後周大將樊愛能、何征畏敵如虎，一見陣勢不好，竟臨陣脫逃，一時間後周軍隊陣腳大亂，形勢十分危急。於是，趙匡胤被派上了前線，趙匡胤臨危不懼、指揮若定，在他的建議下，周世宗將身邊的禁軍分為兩部：一部由張永德指揮，搶占製高點，居高臨下，以密集的箭矢壓住敵人的進攻；另一支由趙匡胤親自率領，從左翼直撲敵陣。北漢軍隊抵擋不住突如其來的衝擊，紛紛敗退，給本來處於弱勢的後周帶來了勝利。
趙匡胤以高平之戰中的出色表現，受到了周世宗的進一步賞識。於是被提拔為殿前都虞侯，趙匡胤的威望得到了明顯的提高，成為後周禁軍的高級將領，而且還被委以整頓禁軍的重任。在趙匡胤親自主持下，後周禁軍完成了汰除老弱、調選精壯和組建殿前司諸軍的工作。
趙匡胤利用主持整頓的機會，培植自己在臣民心中的地位，並有效地利用了他會做人處世的這一優點，逐漸成為眾將領的核心。他將羅彥環、郭延斌、田重進、潘美、米信、張瓊、王彥升等自己麾下的“委心”之人安排在殿前司諸軍任中基層將領，同時又以自己高級將領的身份，主動與其他中高級將領交結，並同其中的石守信、王審琦、韓重斌、李繼勳、劉慶義、劉守忠、劉廷讓、王政忠、楊光義等高級將領結拜為義社十兄弟，形成一個以趙匡胤為核心的勢力圈子。周世宗在取得了幾次戰爭勝利後，萌生了一統天下的決心，在不斷的攻戰中，趙匡胤也為後周建立了不朽的功勳。
尤其是在征伐南唐的戰爭中，趙匡胤更是英勇異常，從公元956年到公元958年，周世宗對南唐前後發起過三次進攻，逼迫南唐將江北15州的土地割讓給後周。在整個戰役中，由於趙匡胤表現突出，被提升為忠武軍節度使兼殿前都指揮使。周世宗越來越寵信他。
這時的趙匡胤已經是個手掌大權的人物，但是，作為一名武將，他非常懂得收斂自己，並沒有因為戰功赫赫而張揚，相反卻越來越克製自己的欲望。這樣就更取得了周世宗的信賴，趙匡胤父親死後，按道理他應該免官守喪三年，周世宗為了重用他，沒等他守喪多久，就又重新起用他，並提升他為定國軍節度使。
自南唐戰役以後，趙匡胤不僅注重在軍隊中交結武將，而且對文人也比較重視。趙普、王仁瞻、楚昭輔、李處耘等人都是在這前後被他招到麾下成為心腹幕僚的。除此之外，趙匡胤自己也開始留意研讀經史，一改從前那種不喜讀書的草莽作風。
有人說趙匡胤在官位高升的時候，已經有了圖謀大業的心願。其實，這隻是後人的猜測而已，如果不是各種機緣的巧合，趙匡胤的天子之夢也並不一定就那麼容易實現。這時的他雖然有著無數的戰功，不過，他的這點成績與周世宗比起來，還是差得很遠。趙匡胤比較幸運的地方還有：對他無比信任和欣賞的周世宗死得太早。這才是趙匡胤創立偉業的關鍵因素。倘若周世宗能再活幾十年，他的兒子也能再長大一些，後周也沒那麼輕易被取代。