“沈括对弓有很深的研究,提出弓有六善的观点,并建议大批制造神臂弓。到次年五月,军器监上报朝廷时,兵器产量提高了十几倍,熙宁八年二月,沈括奉命修订九军战法,分九军为九营,各自为阵,背背相承,面面相向,灵活多变,名之为边州阵法。九月,编撰城垒、军营等建筑的营造法式。熙宁八年三月,宋辽边界冲突,辽要求以黄嵬山为分界线,宋廷不同意。辽使萧禧到汴京,指责宋廷谈判不诚,拖而不决,留在馆舍不肯离去。沈括就到枢密院查阅以前的档案文件,发现宋辽过去商定的协议是以古长城为界,而黄嵬山在古长城以南,相距有三十里之遥,遂上表呈报朝廷。神宗赏赐沈括白金一千两,让他以回谢使的身份出使辽国。四月中旬,沈括从汴京出发时,预先找出相关书信档案数十件,让幕僚和吏员背熟。契丹宰相杨益戒每有问题提出,沈括就让手下吏员列举档案条文作答。谈判先后进行六次,杨益戒,以数里之地、绝两国之好,不利于和平。沈括以国之道义、民之根本为理由,申明寸土不让。在沈括一行力争下,辽廷最终有所退让,紧张的宋辽关系得以暂时缓解。七月,沈括起程回国,据沿途地理形势、风俗民情画撰为《使契丹图抄》,献给朝廷。因出使有功,沈括被提拔为淮南、两浙灾伤州军体量安抚使;十月,权发遣三司使。次年十月,拜为翰林学士、权三司使。熙宁九年十月,王安石罢相,吴充继任同中书门下平章事。沈括到丞相府汇报政务,吴充问及免役法,沈括建议减免穷人的役钱,吴充赞同并上疏汇报给神宗十一月,沈括再次上书要求减免下户役钱,并建议朝廷将旧有的差役法和现行的免役法有机结合起来,实行差雇并行。沈括的这个观点是在王安石罢相后才提出的,对免役法的态度前后出现了微妙的变化,这就给反对他的人提供了口实。熙宁十年,侍御史蔡确以依附大臣,就是吴充、越权言事,免役法归司农寺负责、前后态度不一等理由弹劾沈括。七月,沈括被罢去三司使、翰林学士,贬为起居舍人、集贤院学士、知宣州。元丰元年,神宗打算起用沈括为知制诰、知潭州,蔡确再次上书,指责沈括反复无常、附会大臣,被贬不足一年,不宜擢升,诏命被撤回。元丰二年七月,沈括复职龙图阁待制、知审官院。元丰三年,沈括改知延州,兼任鄜延路经略安抚使,抵御西夏。到了延州,沈括以朝廷所赐之钱买酒,召集边民子弟开展骑马射箭活动,并亲自给优胜者敬酒祝贺,边境百姓群情踊跃。活动持续了一年,沈括从中选拔出精锐之士,充实到边防部队,延州军队的声威远超其他州府。”