开宋元勋
宋朝建立，石守信列在六位主要开国元勋（翊戴功臣）之首，升任马步军副侍卫都指挥使，并改兼归德军（宋州）节度使。
960年（建隆元年）四月，昭义军（潞州）节度使李筠反宋，赵匡胤立即派石守信为主帅率前军进讨，并先后于长平（关名，今山西长子南）、泽州（今晋城）南，击败李筠军，赵匡胤亲往督战，攻下泽州，李筠自焚死，泽、潞平，石守信以功加同平章事为使相。同年九月，淮南节度使、原后周侍卫马步军都指挥使李重进反，赵匡胤又派石守信为扬州行营都部署、兼知扬州行府事，为南征军主帅，赵匡胤随后也亲征督战。十一月，石守信率军攻占扬州，李重进自焚死，淮南平。
961年（建隆二年），石守信升任侍卫马步军都指挥使，但命其离京就镇。同年七月，赵匡胤解除宿将兵权，石守信改任天平军（郓州，今山东东平）节度使，虽保留侍卫马步军都指挥使军职，其实兵权不在也。
962年（建隆三年）九月，已加同平章事为使相的石守信深知赵匡胤的心意，自己上表解除兵权，即请求免去侍卫马步军都指挥使的名义，专任天平军节度使。
973年（开宝六年），石守信的使相衔升为侍中。
去世
宋太宗即位，石守信使相衔升为中书令，石守信自出任天平军节度使总共十七年未曾调任，专事聚敛，积财巨万。
977年（太平兴国二年），罢天平军节度使改以中书令衔任西京（洛阳）留守。石守信崇奉佛教，在西京建造崇德寺，招募民夫运输建筑材料，驱赶压迫工人十分厉害，但是不给工钱，很多工人因为这样受苦。
979年（太平兴国）四年，宋太宗亲征灭北汉，遂即移军进攻辽南京幽都府，起用宿将石守信督前军，高梁河（今北京西直门外）之战，宋太宗亲自督战，宋军大败，宋太宗狼狈逃回。同年八月，宋太宗将战败的责任推给诸将，守中书令、西京留守石守信从征范阳，督前军失律，责授崇信军节度使兼中书令，但不久又进封石守信为卫国公。
982年（太平兴国七年），移为镇安军（陈州，今河南淮阳）节度使。984年（太平兴国九年）六月死，终年57岁，追封威武郡王，谥武烈
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