公元954年(顯德元年)，柴榮即位后，趙匡胤執掌禁軍。北漢來侵犯，柴榮率領軍隊抵御來犯之敵，在高平擺開戰場。戰斗將要展開的時候，指揮樊愛能等人首先逃跑，后周軍十分危急，趙匡胤指揮自己的同伴騎上馬迅速沖向敵人前鋒，北漢軍隊大敗潰逃。趙匡胤乘勝進攻河東城，焚燒城門，左臂被流箭射中，柴榮制止他再攻城。回到京城后，趙匡胤被任命為殿前都虞候，領嚴州刺史。

公元956年(顯德三年)春天，趙匡胤跟隨柴榮征伐淮南，首戰在渦口打敗南唐軍萬余人，斬殺南唐兵馬都監何延錫等人。南唐節度使皇甫暉、姚鳳率領號稱十五萬的軍隊，駐扎在清流關，趙匡胤率領軍隊將其擊敗。趙匡胤追到城下，皇甫暉說“：我們各自為了自己主人，我希望雙方布好陣式以決勝負。”趙匡胤笑著回答說可以。皇甫暉擺好陣式出來迎戰，趙匡胤抱著馬脖子一直沖入南唐軍陣內，手中兵刃砍中皇甫暉的腦袋，并把姚鳳一起擒獲。趙弘殷率領軍隊半夜時來到城下，傳呼開門，趙匡胤說：“父子誠然是至親，但是城門開關，卻是國家的事情。”等到天亮，趙弘殷才得以進城。韓令坤攻下揚州，南唐派軍隊來取，韓令坤主張退兵，柴榮命令趙匡胤率兵二千趕往六合。趙匡胤下令說“：揚州兵敢有過六合的，砍斷他們的腳。”

韓令坤才固守揚州。趙匡胤不久在六合東面打敗南唐齊王李景達，斬殺一萬多人。回來后，趙匡胤被任命為殿前都指揮使，不久又被委任為定國軍節度使。

公元957年(顯德四年)春天，跟隨柴榮出征壽春，攻克連珠寨，乘勢攻下壽州。還軍后，柴榮拜義成軍節度使、檢校太保，仍舊擔任殿前都指揮使。這年冬天，跟隨柴榮征伐濠州、泗州，充當前鋒，當時南唐在十八里灘扎寨，柴榮剛剛商議用駱駝擺渡軍隊時，而趙匡胤已率先單騎橫渡而過，他的部下騎兵也緊隨他渡過了河，因而攻破南唐軍寨。

又用繳獲的南唐戰艦乘勝進攻泗州，攻克了泗州。

南唐在清口駐屯軍隊，趙匡胤跟柴榮兩翼分兵沿淮河東下，連夜追到山陽，俘虜南唐節度使陳承昭獻給柴榮，因而攻下楚州。乘勝進軍，在迎鑾江口打敗南唐軍，直抵南岸，燒毀南唐軍營寨，又在瓜步攻破南唐軍，淮南平定。南唐主李璟畏懼趙匡胤的威名，在柴榮那里使用離間計，派遣使臣送給趙匡胤一封信，饋贈三千兩白金，趙匡胤把白金全部送到內府，南唐的離間計失敗。

公元958年(顯德五年)，趙匡胤改任忠武軍節度使。

公元959年(顯德六年)，柴榮北伐，趙匡胤擔任水陸都部署。到達莫州，先到瓦橋關，守將姚內斌投降;打退幾千名契丹騎兵，關南平定。

柴榮在行軍路上，審閱各地所上文書，得到一只皮口袋，袋中有一塊三尺多長的木板，上面寫著“點檢作天子”，柴榮感到這件事十分奇怪。當時張永德任點檢，柴榮臥病，回到京城，任命趙匡胤為檢校太傅、殿前都點檢，用來代替張永德。同年，柴榮駕崩，年僅七歲的柴宗訓繼位，趙匡胤改任歸德軍節度使、檢校太尉。