Từ năm 1070, Vương An Thạch chú ý đến phương nam và muốn lập công ở ngoài biên, tâu lên vua Tống rằng:

Vua Tống hỏi ý Tiêu Chú nhưng Tiêu Chú không tán thành cuộc nam chinh. Trái lại, Binh bộ thị lang Thẩm Khởi lại rất đồng tình đánh Đại Việt. Vua Tống liền phái Thẩm Khởi thay Tiêu Chú làm Quảng Tây kinh lược sứ năm 1073 lo việc xuất quân.

Việc thứ nhất của Thẩm Khởi là đặt các doanh trại, sửa đường tiếp tế. Việc thứ hai là phủ dụ 52 động thuộc Ung Châu sung công các thuyền chở muối để tập thủy chiến. Sợ Đại Việt biết, ông cấm hẳn mọi việc buôn bán, giao dịch giữa các biên dân Việt-Trung.

Các tù trưởng nằm trong kế hoạch phủ dụ của Thẩm Khởi là Lưu Kỷ ở Quảng Nguyên, Nùng Thiện Mỹ ở Bắc Cạn, giáp Thất Khê hưởng ứng. Theo Nguyễn Văn Tố, họ Thẩm chứa chấp Nùng Thiện Mỹ và việc này đă đến tai người Việt[4]. Công việc đang tiến triển thì tháng 3 năm 1074, Chuyển vận sứ Quảng Tây tỏ ý phản đối Thẩm Khởi về các hoạt động kể trên. Thêm nữa, Thẩm Khởi đã sai lầm trong nhiều việc nên bị đổi đi Đàm Châu và chính Vương An Thạch cũng không tin rằng Thẩm giải quyết nổi vấn đề Đại Việt. Bấy giờ vua Tống trách Thẩm Khởi vì tội tự tiện nhận bọn Nùng Thiện Mỹ mà không hỏi, cũng không đồng ý cho Lưu Kỷ nhập Tống vì sợ nhà Lý giành lại.

Lưu Di thay Thẩm Khởi, được lệnh tăng cường binh lực, tiếp tục điểm dân, tích lương, đóng chiến thuyền, luyện tập thủy binh. Cũng như Thẩm Khởi, Lưu Di còn cấm người Đại Việt sang đất Tống buôn bán vì sợ bị do thám.

Đặc biệt, nhà Tống đã biến Ung Châu thành một căn cứ xuất phát để đánh Đại Việt và giao cho Tô Giám, một viên tướng dày dặn kinh nghiệm trong cuộc chiến chống Nùng Trí Cao trước đây chỉ huy căn cứ này.

Mọi sự chuẩn bị để chinh phạt của nhà Tống đều được cố gắng giữ bí mật. Hoàng đế Tống nhắc nhở: "Nghe Giao Chỉ sai nhiều kẻ gian tới thám Lưỡng Quảng. Vậy các chỉ huy, các tướng phải coi chừng. Đừng để nó dò được phép công, thủ, tiến thoái của ta."[5]