Nhà Tống đang trên đường thống nhất Trung Quốc sau hơn 50 năm loạn lạc. Quân Tống do Phan Mỹ chỉ huy đã áp sát nước Nam Hán ở cạnh nước Đại Cồ Việt. Năm 970 Đinh Tiên Hoàng sai sứ sang giao hảo với Tống Thái Tổ. Việc ngoại giao với phương Bắc từ đó được duy trì khá đều đặn và hòa bình.

Sang năm 972, Tiên Hoàng lại sai con cả Đinh Liễn đi sứ sang Biện Kinh. Năm 973, Đinh Liễn trở về, nhà Tống lại sai sứ sang phong cho Tiên Hoàng làm Giao Chỉ quận vương, Đinh Liễn làm Kiểm hiệu thái sư Tỉnh Hải quân Tiết độ sứ An Nam đô hộ[5].

Đầu năm 975, Tiên Hoàng lại sai Trịnh Tú đem vàng, lụa, sừng tê, ngà voi sang triều cống nhà Tống. Ngay mùa thu năm đó, nhà Tống sai Hồng lô tự khanh Cao Bảo Tự cùng Vương Ngạn Phù sang gia phong cho Nam Việt Vương Liễn làm Khai phủ nghi đồng tam ty, Kiểm hiệu thái sư, Giao Chỉ quận vương. Từ đó về sau, Đinh Liễn được giao làm chủ việc ngoại giao với nhà Tống[5].

Đến năm 976, vua Đinh sai em Trần Lãm là Phò mã Trần Nguyên Thái sang nhà Tống đáp lễ. Năm sau (977), ông lại sai sứ sang mừng vua Tống mới là Tống Thái Tông lên ngôi. Đó cũng là lần ngoại giao cuối cùng giữa nhà Đinh và nhà Tống mà sử sách đề cập.