Sancho Ramírez reagrupó las fuerzas del reino de Pamplona. Su intención era la de dirigirse contra ciertas fortalezas controladas por los musulmanes, los cuales se habían introducido en sus dominios. Entre estas plazas, Huesca entorpecía prácticamente todas las comunicaciones del Pirineo, y por otro lado, en la zona fronteriza entre pamploneses y musulmanes, situada entonces en las Bardenas, los bosques y las tierras desérticas de este paraje propiciaban las emboscadas y el bandidaje. Sancho Ramírez comenzó a descender hacia el Sur y tomó el castillo de Monión situado en plena Bardena (1079). Durante todo el año siguiente pamploneses y aragoneses se dedicaron a rondar y acampar por este paraje. Lograron la conquista de Petrellas (Pradilla), lugar situado sobre el Ebro cerca de Tauste (1080), y se acercaron a Piedratajada, lugar situado cerca de Ejea y de Arguedas.
Después de ampliar estas fronteras se dirigió a la conquista de Huesca; tomó la ciudad de Bolea (1081), conquistó las fortalezas de Graus y Ayerbe (1083), y llegó a cercar Piedratajada, lugar que consiguió tomar en 1084. Tras estas conquistas quedó prácticamente a los muros de Huesca. Por otro lado, desde las Bardenas se acercó a la poderosa fortaleza musulmana de Tudela y cayó posteriormente sobre Cadreita y Arguedas (1084), preocupándose de fortificar y repoblar este último lugar. Fue derrotado por Rodrigo Díaz de Vivar, el Cid, cuando acudía al auxilio de Alhayib de Lérida, y en este enfrentamiento, que se produjo en Morella, cayó prisionero el conde de Navarra Sancho Sánchez (1084). Este acontecimiento no disuadió al rey Sancho Ramírez de sus objetivos, pues prosiguió su avance, ocupó Estada (1087) y tomó con éxito la villa de Monzón (1089). Esta última población era una villa destacada, defendida por enriscado castillo y muy poblada.
Por otro lado, además de las actividades militares realizó importantes donaciones a particulares, monasterios y a familiares.