北宋建立后，承袭后周，今固原地区隶入宋朝版图。由于宋朝实行“守内虚外”的政策，即加强内部中原地区的统治，对边疆地区不甚重视。宋初30余年，今固原地区仍很沉寂，不为注意。党项李继迁在西北崛起后，这一地区的军事地理位置才引起了北宋王朝的重视。大约在宋太宗至道元年（995年）后，因军事需要才在这里设置军政合一的行政建置———镇戎军。顾名思义，镇戎者，镇压异族之意也。宋代，实行路、州（府、军）、监、县制。至道三年（997年），宋分全国为15路，镇戎军属陕西路，镇戎军治所设在今固原市原州区，辖今海原、西吉县东部、同心县南部和彭阳县、固原市大部。
咸平元年（998年），由于宋真宗的屈辱妥协，已经重新占据了夏、绥、银、宥、静5州之地的李继迁，在出兵进攻延州时，派兵夷平了镇戎军城。由于镇戎军城地处平地，便于骑兵作战，易受攻击，而宋军以步兵为主，只好暂时放弃镇戎军城，在镇戎军城东南筑东山寨（今彭阳县古城乡）以防备李继迁的骚扰。咸平三年（1000年）二月，李继迁命万子、米逋、西鼠等部3000余众进驻萧关（此萧关似不是汉萧关而是唐萧关县，在今海原县李旺堡北），作为以后攻取渭、灵、环诸州的根据地。李继迁扩张、割据的欲望越来越大了，看来一味收缩防线不行，于是在咸平四年，北宋恢复了对镇戎军城的经营，并于当年十二月修筑城池，次年七月筑毕。镇戎军城屯驻军队以后，每年需粮草45万石束，茶盐费用50余万，加之来往输送，耗费巨大。陕西转运使刘综等上言说，镇戎军一带川原广衍，土地饶沃，若置屯田，定能获利。于是根据其建议，在军城四面屯田，共开垦田地5000顷，安排屯田军卒2000人，置耕牛800头，进行垦种。又在军城附近及木峡口以南设立堡寨4座，供屯兵居住，无寇则耕，寇来则战。并命知军李继和为屯田制置使，由其自择官员充任四寨主管，每寨500人充屯戍。从而将戍边与耕种结合起来，减轻了供需输送负担。
北宋时，宋军为抵御西夏的侵扰，官府经常在边地蕃、汉族中大量招募弓箭手，镇戎军也不例外。这些弓箭手通晓羌语，熟悉当地地形，战斗力较强。最初，宋朝官府每次作战都令他们作前锋，却不给武器和口粮。至道三年设立镇戎军时，为了使他们出力替宋朝作战，便给闲田让其耕种，免除租税，并出州兵予以卫护。景德二年（1005年），北宋和李继迁的军事冲突越来越激烈，为加强边地防御，官府又在镇戎军境内大量招募弓箭手。凡应募者，给田2顷，出一人一马者，给田3顷，免交租税。有警时，弓箭手与正军一起作战。为了控制蕃部弓箭手，每一个弓箭手的左手背上都刺有姓名和所在部队番号，如有逃亡，严加惩处。到宋仁宗中期，北宋河东、陕西地区的弓箭手已达32474人，其中镇戎军有多少，史书未载。因为在景祐元年（1034年）镇戎军境发生饥荒时，仅官府贷给弓箭手的救济粮就有6万石之多。
宋代，以步兵为主，弓弩是主要兵器，蕃部弓箭手在西北边防中具有举足轻重的地位，诚如司马光所言“：国家承平日久，人不习战，虽屯戍之兵，亦临敌难用。惟蕃弓箭手及熟户（归附宋朝的少数民族）蕃部皆生长边陲，习山川道路，知西人情伪，材气勇悍，不惧战斗，从来国家赖以藩蔽。”宋神宗朝（1068年~1085年）任签书枢密院事的王陶，曾宣抚陕西到过镇戎军等地，他有一首题为《有窦复者世居镇戎能道边事》的长诗，真实生动地记载了这一历史事实：
君不见：
镇戎德顺弓箭手，耕种官田自防守。
相团置堡御蕃军，下视贼庭殊不有。
杀羊取骨然艾炙，①试卜贼兵知入寇。
都校招呼入堡居，堡外重围百里余。
墙低城小不难破，贼箭如棚城上过。
堡中不及数十人，且斗且骂且欣欣。
登陴斫门谓平取，应弦死伤已无数。
窗前走箭射酋豪，一箭已闻哭声举。
争将锦囊裹贼尸，鸣金收众唯恐迟。
不唯城堡依然固，吾众不伤毫与厘。
自从干戈动西鄙，覆军杀将曾无耻。
朝廷未省遗边功，何事此勋不能纪。
安得天兵百万众，尽如此辈坚且勇。
诗人从一个名叫窦复的世居镇戎的当地人的口中，了解到当时镇戎军和德顺军（治今宁夏隆德县城关）的弓箭手屯田打仗的情况。诗中写了弓箭手如何利用屯居的城堡射杀敌人及其战斗的激烈残酷程度。诗的最后两句表达了作者的一种愿望：怎么能有百万大军，都像弓箭手一样坚强而且勇敢。由此可知，弓箭手确实是北宋抵御西夏的劲旅。
