为了筹划起兵反抗建文朝廷，真正的燕王朱棣早就和几名心腹将官化妆潜出了北平城。但狡猾的燕王朱棣并没有去自己的私人卫队驻地，那里人多口杂难以管控，很容易暴露自己。特别是他心存担忧，难保他的私人卫队中没有朝廷的眼线。且那一万人的私人卫队已经被张昺的十万军队包围中间，已经成为一步死棋了。一旦卫队有任何异常调动的迹象，很容易就会被对方一口吃掉。
燕王朱棣在潜出北平城之前，就已经筹划好了后续计划。他离开燕国的地盘，秘密前往周边另外几个藩国，去联络了那几个还没有被削藩的兄第。这几位藩王也都各自还保留了几千人不等的军队。他们也都因为害怕王爵被建文帝革除而惴惴不安，不过他们没有燕王的能力和魄力，所以只会担心却不敢公开与朝廷对抗。
燕王就是在这个时候前来联络他们的。燕王给他们极为丰厚的许诺，答应他们在推翻建文帝后，与他们共享大明帝国的权力。而如果失败了，燕王也将独自揽下所有责任。燕王为他们规划的美好未来使这些藩王着迷，因此，在燕王的如簧巧舌之下，没有费多少口舌便说服了那几个藩王支持燕王的行动。他们都同意把自己的卫队，以及能够调动的其他军队全部交给燕王来统一指挥。半个月之后，燕王便秘密调动这支拼凑起来的，总共两万余人的杂牌军向北平周围迅速集结。
建文帝和他的谋士们一直将主要精力放在燕王身上。在他们看来，只要解决了燕王朱棣，其他藩王可不攻自破。所以建文帝对其他无能的藩王并不在意，加上燕王制定了极其周祥的计划，所以建文朝廷对这几支军队的调动竟然没有丝毫觉察到。因此，这支军队向北平集结的过程也异乎寻常的顺利。
事实上，在起兵之前，燕王朱棣还买通了一名兵部侍郎。这名兵部侍郎偷偷为燕王提供了上百份已经盖了兵部大印的空白调兵令；同时，燕王也早就买通了建文帝身边的掌印太监。在他们两人的配合下，燕王从一开始就拿到了货真价实的兵部调兵令。靠着这些调兵令，那几支军队公开以到北平周围防止草原军队入侵为名，竟然在各地畅通无阻，一路到达燕王预设的集结点。这几支军队所经过的十几个县府和卫所，都以为是正常的军队调动，没有产生丝毫怀疑，也没有将他们的行动情况向朝廷和张昺将军通报。甚至他们还为这几支军队提供了大量军需物资。
在这几支军队陆续抵达北平附近后，燕王便将他们全部隐藏在不归谷之内，并日夜进行操练。为了确保这两万余人的粮草供应，燕王拿出太祖朱元璋历年给他的赏赐变卖为现银，然后从不法商贾手里购买价格高昂的黑市粮食。同时，朱棣还买通了张昺军队的军需官，将朝廷供给张昺军队的军粮偷盗出一部分供应他们。
在这一切都准备妥当之后，燕王朱棣正式向朝廷发难。他先是偷偷派出一百余骑兵，假扮成草原骑兵在长城以北的边境地区高调出没，杀伤边民、抢劫商旅，故意引起张昺的注意。与此同时，他又安排人不断在北平城内散播谣言，到处宣扬草原军队准备大举入侵大明。这些谣言，引发了北平城内的恐慌，没过几天所有人都在传说这件事，就连张昺军营中也彻底传开了。这些有模有样的传言让张昺将军顿时高度紧张起来，于是他的大部分注意力都集中到了北边防务上，对朱棣的监视也相对放松下来了。
为了彻底查清草原军队的动向，以便于制定有针对性的防御措施，在一名副将的怂恿下，张昺将军决定亲自带领少量军队，到发现“草原骑兵”的北边防线进行实地侦查。相对于当时的其他将军来说，张昺将军算得上是一位比较优秀和尽职的将军了。他一向十分敬佩汉代名将李广，以至于他的带兵方式和作战思想都在不由自主的模仿李广。因此，到前线去侦查这种低级将校干的事，他也十分乐意亲自去做。更何况那名鼓动他的副将，其实也早就投入燕王朱棣的阵营了。
因为是一次简单的军事侦察，所以张昺将军只带着上千人的步兵和少量的给养便出发了。但张昺将军前脚离开自己的大本营，后脚就有人将这一消息报告了燕王朱棣。张昺将军在燕王府和燕王的私人卫队中安插了线人，燕王朱棣也同样在他的军队中派遣了密探。张昺将军几乎是沿着燕王朱棣为他规划的路线前进，不归谷正是此行的必经之地。燕王料定只要在谷口稍作布置，趾高气扬的张昺将军一定会上钩的。
果然，当张昺将军来到不归谷口的时候，细心的他就被谷口一堆残留着羊骨的灰烬所吸引。在那堆灰烬周围，散乱的留下十余匹马的蹄印，以及数十人的脚印。张昺将军手下一名经验丰富的士兵，从羊骨上的刀痕以及马蹄铁掌的印迹中判断：这些都是草原士兵所留下来的！
更重大的发现是在旁边的沙土中找到了遗留的一把小刀，是草原人随身携带的刀，刀柄上刻着一个重要部落头领的名字。这种小刀一般是长辈在草原男子成年时赠与的成年礼，对草原人来说，即便死了也要拿来陪葬的，因此轻易不会赠人。张昺将军由此推断，这名部落头领一定在这伙人中。
从痕迹判断，草原骑兵离开这里不过一个时辰左右。毫无疑问，这些草原骑兵现在进入了不归谷。根据马蹄的步幅来看，他们走的十分散漫，一个时辰大概也走不出二十里地。按照不归谷的地形，此刻他们还处于不归谷的前半段。张昺将军认为，如果能够俘虏这名部落头领，就能够逼问出他们的入侵计划详情。
这个巨大的诱惑让张昺将军欣喜万分，也让他犯了轻敌的致命错误。于是，急于抓住俘虏的张昺将军只率领少数精锐就开始了追击。