燕云十六州是五代十国时期中原北方的重要战略区域，这一阶段的中原政权多因内部动荡、军力孱弱，对燕云十六州的掌控力缺失，而后周是五代十国中，中原政权里针对收复燕云十六州采取实质性北伐行动的政权，其相关努力也是五代阶段中原政权最接近收复燕云十六州的一次战略尝试。后周的相关行动并非一蹴而就，整体分为太祖郭威（951–954）的前期奠基阶段，与世宗柴荣（954–959）的核心北伐阶段，其中柴荣时期的行动，是后周收复燕云十六州的关键。
后周太祖郭威在位期间，并未对辽朝发起直接的北伐行动，核心工作集中在为后续北伐打造稳定的内部基础。其一，整顿吏治、轻徭薄赋，修复五代战乱带来的社会经济损伤，让民生与生产逐步恢复，为军事行动积累物质基础；其二，初步整顿禁军，削弱藩镇兵权，强化中央对军队的掌控力，改变五代以来藩镇拥兵自重的局面，建立起归属于中央的军事力量；其三，对辽朝采取防御姿态，终结了后晋以来对辽的极端屈辱外交态势，让中原政权重新树立对辽的外交立场，为后续的北伐行动扫清了内部的政治与军事障碍。
周世宗柴荣继位后，将收复燕云十六州定为重要战略目标，确立了先南后北、先易后难的整体战略，即先扫平南方割据势力，解除北伐的南顾之忧，再集中全部军力北伐辽朝，这一战略也成为后周北伐的核心指导思路。在正式北伐前，柴荣完成了多方面的准备工作，为北伐行动提供了充足支撑。军事层面，裁汰禁军老弱、精选精锐，建立殿前司这一中央精锐禁军体系，让后周军队的战斗力得到大幅提升；内政层面，颁行《均田图》、整顿全国赋税、修治河道，进一步发展农业生产，从根本上解决了北伐所需的后勤保障问题；军事扩张层面，西征后蜀、南摧南唐，夺取江淮地区大片土地，彻底消除南方割据势力的战略牵制，让后周得以将全部军力投入到对辽的北伐行动中。
显德六年（959年），柴荣亲率大军水陆并进，正式发起对燕云十六州的北伐，此次北伐的军事推进极为顺利。同年四月北伐军出兵后，接连攻克益津关（今河北霸州）、瓦桥关（今河北雄县）、淤口关（今河北霸州信安镇）三座北方关隘，随后顺利收复燕云十六州中的瀛（yíng）州（今河北河间）、莫州（今河北任丘北）两州。北伐过程中，契丹守将多望风归降，后周兵不血刃便控制了关南之地，北伐大军顺势直逼幽州（辽南京，今北京），这一攻势让辽朝朝廷内部产生极大震动，辽方甚至做出了北逃的准备。
就在后周北伐大军兵临幽州，即将向燕云十六州核心区域发起进攻的节点，柴荣突发重病，后周被迫紧急下令班师，此次北伐行动戛然而止。同年六月，柴荣病逝，年仅39岁，后周收复燕云十六州核心区域的计划也因此彻底中断，这场距离成功仅有一步之遥的北伐，最终功败垂成。
后周针对燕云十六州的北伐行动，虽未完成全部收复目标，却取得了实打实的战略成果，也留下了深远的历史影响。从实际战果来看，后周成功收复燕云十六州中的瀛、莫二州，以及益津、瓦桥、淤口三关所在的关南之地，这一区域成为此后中原政权对辽朝的前沿防御屏障，为北方边防构建了重要的地理依托；从五代历史背景来看，后周是五代十国中唯一对辽朝采取主动、大规模、高成效北伐行动，并试图收复燕云十六州的中原政权，其北伐的士气与实际战果，均远超后晋、后汉等此前的中原政权；从历史传承来看，后周的北伐成果被后续的北宋完整继承，成为宋初对辽朝防御的地理基础，柴荣制定的北伐路线与整体战略，也直接影响了宋太祖赵匡胤、宋太宗赵光义的燕云十六州收复规划。
整体而言，后周对燕云十六州的收复努力，以柴荣主导的北伐行动为核心，凭借前期扎实的内政、军事与战略准备，取得了五代阶段对辽北伐的最大战果，只是因核心统治者的突然离世，最终未能完成收复燕云十六州的全部目标。但这场未竟的北伐，不仅在五代历史中留下了重要的一笔，也为后续中原政权与辽朝的南北对峙，奠定了关键的地理与战略基础。