射鵰時代，五絕排位已成。
作為英年早逝的重陽真人，對當時的江湖頂尖幾位高手，人品秉性皆心中有數。他以絕頂神功彈壓眾人，從而獲得了《九陰真經》控制權，最後卻在經文存廢之間兩難選擇，無非也是擔心江湖因此產生無休止的紛爭。
最後他想了兩個辦法，一是以假死之身，誘惑西毒歐陽鋒，一陽指、先天功重創，換來江湖十年和平緩衝期；二是設置天罡北斗陣，防止身故後全真教一脈後繼無人，被敵人殘殺殆盡。
於是，天罡北斗陣就成了雙鵰時代的第一奇妙陣法。
從馬鈺、丘處機一干二代弟子承習初級陣法，直到尹志平、趙志敬等第三、四代演練升級為天罡北斗大陣，已經成為全真教存身立命的鎮派法陣，每逢大難臨頭、大敵當前，天罡北斗陣都是第一依靠。
作為道家理論為根基的教派，王重陽顯然對弟子們的修為心中有數，他威名太大，去世之後有強敵如西毒之流來襲，七個二代弟子很可能皆成「砧板之肉」，為此耗費多年心血，終於鑄成天下第一奇陣，一方面是維護全真教威名，令外人不可小覷，另一方面也是作為看家之寶，確保全真教的絕對安全。
天罡北斗陣的奧秘，在於持陣之人的方位、步法，總體上不離北天的北斗七星形狀，而臨陣時各人的內力相互流轉，這無疑是王重陽畢生武學精要的總結，全真教最上乘的玄門功夫，小則以之聯手搏擊，化而為大，可用於戰陣，不僅是表面上七人成陣，其實七人之力也合而為一。
作為初代天罡北斗陣，也就是重陽祖師親傳陣法，雖然整部書赫赫有名，而實際上的臨戰運用，只有三次。
第一次，是全真七子與黑風雙煞之鐵屍梅超風纏鬥。
第二次，是全真七子與五絕之一的黃藥師交手。
第三次，是柯鎮惡以及郭靖替位，全真六子與黃藥師交手。
第一陣，全真七子初試梅超風
天罡北斗陣，從蒙古大漠之時，已經先聲奪人，成為全真教對敵是的壓箱底，而從未被真正使用過。當年馬鈺與江南六怪眾兄妹一起，假借七子之名，僅憑言語對答，就能將神功初成的鐵屍梅超風嚇走，可見全真七子的威名的確不凡。
梅超風越聽越驚，心想「原來全真七子全都在此，單是一個牛鼻子，我就未必能勝，何況七子聚會？我行藏一露，哪裡還有性命？」
讓梅超風膽戰心驚的原因，除了七子高深的內外功修為，就只有「聞名未曾實戰」的天下第一陣法「天罡北斗陣」了。她真正遭遇陣法，卻已經是全書的後半段。
當時她追擊譚處端來到牛家村野店內，彼時譚處端狼狽不堪，「只見他頭髮散亂，臉上粗粗的兩道血痕，右手的長劍只剩下了半截」，可見譚處端一人作戰，在梅超風手下沒討得半分便宜，是丘、王二人站在門內，各出一掌與梅超風對敵，才救下譚師弟，結果是「丘王二人退了兩步，敵人也倒退兩步」，說明丘王二人出手，與梅超風的功力相若。
而後梅超風辯出丘處機所在位置，以成名絕技「九陰白骨爪」痛下殺招，直奔長春真人頂門。按理丘處機即便不是全力招架，也得避其鋒芒，誰知「他仍是盤膝坐在地下，既不抵擋，又不閃避」。
在郭靖「丘道長怎能恁地托大」的驚呼聲中，奇妙的事情發生了，丘處機巋然不動，而他身側的劉處玄與王處一同時發掌，「這二人掌力同流，一陰一陽，相輔相成，力道竟是大得出奇，遠非兩人內力相加之可比」，產生了一加一大於二的效果，竟然把梅超風彈了出去，打回到門檻處。
這個對比，可見天罡北斗陣的威力驚人。初次對掌，丘王二人與梅超風功力相當，各退兩步，即使丘王倉促應戰，實際實力也差不太多。後面二次也是雙人對掌，情勢絕不相同，而且劉處玄功力比師兄丘處機差距較大，實際上卻是把梅超風擊退很遠，劉、王二人盤膝在地則絲毫未退。
這股掌力包含著陰陽之道，以至於梅超風「不禁大驚失色」，都要懷疑是不是什麼洪七公、段皇爺等等高人在旁相助。失明之人更是小心多疑，梅超風此時焉能不心驚膽戰。得知真相後，卻又懷疑「譚老道非我之敵，怎麼他師兄弟中卻有這等高手」，一同學藝，怎麼會有實力相差如此懸殊的師兄弟？
很顯然，丘、王二人方才應敵時，七子並沒有結成陣法，而後來劉、王二人出手，卻在陣法效果之內，因此前後大有不同。天罡北斗陣的奧秘，在於持陣之人的方位、步法，總體上不離北天的北斗七星形狀，而臨陣時各人的內力相互流轉，這無疑是王重陽畢生武學精要的總結，全真教最上乘的玄門功夫，小則以之聯手搏擊，化而為大，可用於戰陣，不僅是表面上七人成陣，其實七人之力也合而為一。
大驚之下，梅超風使出毒龍鞭，向最弱的一環清淨散人孫不二襲去，鞭風直抵胸口，而孫不二仍舊巋然不動，而鞭梢被陣法大力反擊回來，梅超風再打馬鈺丘處機，「二人仍是端坐不動，譚處端和王處一卻出掌將銀鞭擋了開去。」
黃蓉家學淵源，大約看出其中門道，七個道士是「按著北斗星座的方位坐的，七個人內力相連」，所以天罡北斗陣在敵人來攻時，正面首當其衝者不用出力招架，卻由身旁道侶側擊反攻，猶如一人身兼數人武功，確是威不可當。
陣勢發動後，七位高手站立或者坐下的位置是北斗星座之形，「全真七子迎敵時只出一掌，另一掌卻搭在身旁之人肩上」，這樣就能將七人功力合一，所以梅超風所受都是雙人各自單掌的掌力，而這每一掌，都相當於疊加了七子的合力施為，所以梅超風每一招都是以一敵七，「七人之力合而為一，梅師姊哪能抵擋？」
郭靖眼中的全真七子行功布陣，「以道家武功印證真經中的道家武學，處處若合符節」，再戰幾個回合，梅超風已經被全真七子的掌力引入陣中，再也難以脫身。此時七子要傷她性命，原只舉手之勞，但始終不下殺手，只是想拿她磨合陣法，畢竟能夠有武力值相當的人物拿來練陣，也是很難得的機會。想來這陣法創設以來，的確也沒有用過幾次，這種情形下，梅超風必敗無疑，就算不下殺手，也要累到脫力而死。
書中所寫，黃蓉眼中看去的天罡北斗陣，其走位是這樣的：
「全真七子馬鈺位當天樞，譚處端位當天璇，劉處玄位當天璣，丘處機位當天權，四人組成斗魁；王處一位當玉衡，郝大通位當開陽，孫不二位當搖光，三人組成斗柄。北斗七星中以天權光度最暗，卻是居魁柄相接之處，最是衝要，因此由七子中武功最強的丘處機承當，斗柄中以玉衡為主，由武功次強的王處一承當。」
簡單來講，天上的北斗七星，道家稱為天罡，所以取名天罡北斗陣，北斗包含了七顆星位，其中天樞、天璇、天璣、天權四星為斗魁，玉衡、開陽、搖光三星為斗柄，合起來就是一個勺子的形狀，古代也看作是車的樣子。
王重陽設計的北斗陣法，實際上一個整體兩個部分，掌教真人馬鈺在天樞位，譚處端在天璇位，劉處玄在天璣位，丘處機在天權位，這四人組成北斗的斗魁。另外王處一在玉衡，郝大通在開陽，孫不二在搖光，三人組成斗柄。而北斗陣諸人的實力排序，應當是，
丘處機》王處一》馬鈺》劉處玄》郝大通》譚處端》孫不二，
即天權》玉衡》天樞》天璣》開陽》天璇》搖光。
黃蓉的判斷，七星位中，天權在魁、柄的連接處，是最為緊要的所在，因此由七真中武功修為最高的丘處機充任，其次是天衡位，由武功次強的王處一擔當。對戰的時候，天權和玉衡的丘處機和王處一作為主攻手，而郝大通的開陽與劉處玄的天璣則是主防禦，其他屬於協助方。
因此，當丘處機面對進攻時，是身處天璣玉衡兩個星位的劉、王從旁化解，王處一面對進攻時，而毒龍鞭盤打馬、丘二人，則是由譚處端、王處一負責側擊反攻，受襲擊的星位完全不需要招架，甚至可以趁勢進攻。實際上，看似如同北斗形狀的陣法，其實是一個圈，陣法最終形態是一個包圍圈，「全真七子卻是以靜制動，盤膝而坐，擊首則尾應，擊尾則首應，擊腰則首尾皆應」，將敵人鎖死陣中。
梅超風錯失了最後逃生機會，「剛好與孫不二、王處一二人的掌力相遇，略加支撐，馬鈺與郝大通的掌力又從後拍到。……形格勢禁，只得左足踏上半步，大喝一聲，右足飛起，霎時之間先後分踢馬鈺與郝大通手腕。……梅超風右足未落，左足又起，雖閃開了丘劉二人掌力，但右足落下時又踏上了一步。」
梅超風內力拼不過對手，在陣中前後遇險，就是右足這一步，「這一來已深陷天罡北斗陣中，除非將七子之中打倒一人，否則決然無法脫出。」
第二陣，全真七子續斗黃藥師
如果不是黃藥師的到來，梅超風就要活活被練死陣中。
天罡北斗陣一旦發動，按照陣法設定，每次至少有四名高手在同時進攻一人，至少有兩名高手負責化解攻勢，其他三人則慢慢向前擠壓，陣法即可形成包圍之勢，一旦深陷其中，根本沒有機會逃跑。
招式上不占便宜，硬拼實力如何呢？
在陣中比拼內力也是不可取的，單憑一個丘處機，已經與五絕中任何一人的三四分實力相當，天罡北斗陣每個人可以調動其他七人力量，則每一個星位都有至少兩倍於五絕的內力壓力存在，還要抵禦來自兩側的攻擊，拼內力絕無可能勝算。
卻說，黃藥師、歐陽鋒一起到來，全真七子暫停了陣法，只見黃藥師幾乎在同一時間，給了王處一和譚、劉、郝、孫全真五道每人一個巴掌，他青影晃動，又向丘處機襲來，丘處機「不知向何處擋架才是」，奮力反擊「袍袖斷裂」，在馬鈺與王處一雙掌化解下，黃藥師又給了郝大通一腳，「砰的一聲，踢了他個筋斗」。
黃藥師一瞬間連續攻擊七人。可見，全真七子在非陣法狀態，倉促應戰幾乎都擋不住黃藥師等五絕的一招一式。
丘處機大驚，叫道「快回原位！」
書中寫到，
「這天罡北斗之陣一布成，情勢立變，「天權」「玉衡」正面禦敵，兩旁「天璣」「開陽」發掌側擊，後面「搖光」與「天璇」也轉了上來。……這一番酣斗，比之七子合戰梅超風又自不同，不但黃蓉看得喘不過氣來，連歐陽鋒如此武功，也自心驚。梅超風在旁聽著激鬥的風聲，又是歡喜，又是惶愧。」
此次比斗與方才大不相同，雙方陷入膠著狀態，全真七子心知「只消一人微有疏神，七子今日無一能保性命，全真派就此覆滅」，而黃藥師也是暗暗叫苦，沒想到「王重陽居然還留下了這一手」，只因先前手下留情，此時卻求勝不得，欲罷不能。此時的交戰雙方騎虎難下，始終只能打成平手，「直斗到晨雞齊唱，陽光入屋，八人兀自未分勝負」。而修為尚淺的尹志平，眼瞧著這八位高人比斗，「眼前一黑，仰天摔倒，竟自暈了過去」。
就當全真七子與黃藥師斗到關鍵時刻，「但見雙方招數越來越慢，情勢越是險惡，不到一盞茶時分，這場惡戰就要終結」，卻被歐陽鋒以蛤蟆功突襲譚處端，他在陣外發動襲擊，譚處端沒有策應，當時「將他前後肋骨和脊骨都打折了」，只留下一句「手握靈珠常奮筆，心開天籟不吹簫」，就此撒手人寰。
此時丘處機、孫不二等均已想到譚處端既死，天罡北斗陣已破，再與黃藥師動手，枉自再送了六人性命。所以，歐陽鋒所用的破陣之法就是，「打死一兩個」，則天罡北斗陣不破而破了。
由此可見，黃藥師與滿員狀態的全真七子，在天罡北斗陣公平交手的話，黃藥師必死無疑，最多也只能拉一個道士墊背，結果也是兩敗俱傷。
第三陣，全真六子再戰黃藥師
全真教第三次使用天罡北斗陣，已經是譚處端去世之後的煙雨樓之約，此時全真教背負血海深仇，不是當初的負氣比斗，而是你死我活的大殺局。
此時，殘破的天罡北斗陣，由江南七怪之僅存柯鎮惡接充「天璇」之位，而第三代弟子尹志平在旁指點守護，是以二人之力合任一個星位。即便如此，全真諸位與黃藥師依然打得甚是激烈熱鬧。
七個師兄弟量身定做的陣法，如今換成外派旁人，又加上一個修為膚淺的三代弟子，遇上武功精深的五絕黃藥師，實際上討不到好處，甚至危機四伏。當黃藥師襲擊長生子劉處玄的天璣位時，身處「天璇」之位的柯鎮惡目不見物，又不通陣法精要，尹志平在旁指點，哪有黃藥師的身法快捷，因此陣法很快陷入散亂。
二次入陣後，黃藥師已經看出陣法其中端倪，「不住向馬鈺左側移動」，只是眾人拼命守護，黃藥師移動，他們只能順著一起移動，「始終不讓他搶到馬鈺左側」，相當於全陣跟隨黃藥師變換。郭靖在黃藥師第四次搶占馬鈺左側時才明白，「他要搶北極星位」。
「此星（北極星）永居正北，北斗七星每晚環之而轉。」
原來，天罡北斗陣的陣眼，其實不在北斗之內，而在「天樞、天璇兩星聯一直線，向北伸展」的北極星，天罡北斗陣的奧秘處，是以武功最高的人守衛魁柄連接處，而更為隱秘的天樞位，則是連接破陣眼位的關鍵所在，由全真教的掌教真人親自護衛。而精通天文術數、陰陽五行之學的黃藥師在牛家村一戰後，終於悟到了其中的奧秘。
如果有譚處端在，七子一心配合嫻熟，自然很難搶占破陣眼位，而此時是一個瞎子和一個弟子支持，結果如何亦可預料，終於被「桃花島主疾趨北極星位」。此時陣法已亂，無人能阻，就在危急時刻，一個人搶入陣中占了北極星位，陣眼被填補，黃藥師失去目標，全真諸子轉危為安。
所以，天罡北斗陣的破陣關鍵就是，「搶北極星位」。
從陣法上看，一旦搶占了北極星位，則作為主攻星位天權和玉衡的丘處機和王處一，則失去了攻擊目標，因為目標與他們合成了一線，相應的北斗陣也就無法完成合圍之勢，因此陣法只能一變再變，重新改變眼位尋找戰機，此時整個陣法實際上天權已經不再是中心，而真正的陣法中心，就在馬鈺守護的天樞星位，由他帶領全陣轉動。防止對方左轉搶占北極星位時，北斗陣向前左轉，或者退後向右避開，這需要七人極高的默契度。
如果被搶了北極星位，而不採取行動會怎樣？《神鵰俠侶》裡面，郭靖大破天罡北斗大陣中寫得明白，當郭靖趨向北極星位時，「七道若是不跟著向左，人人後心暴露，無可防禦，這在武學中兇險萬分，只得跟著向左」，也就是說，如果郭靖向左占北極星，就會轉繞到北斗陣側後，則布陣之人「後心暴露，無可防禦」，被逼無奈只能隨著轉動陣法。
所以當黃藥師看出破綻，向馬鈺左側踏出攻占「北極星」時候，「忽聽得王處一撮唇而嘯，他與郝大通、孫不二三人組成的斗柄從左轉了上去，仍將黃藥師圍在中間。黃藥師連移三次方位，不是王處一轉動斗柄，就是丘處機帶動斗魁，始終不讓他搶到馬鈺左側」。此時陣法變動的目的，卻不在傷敵，而是保衛天樞星位和防止北極星被占，「只須搶到北極星方位，北斗陣散了便罷，否則他便坐鎮中央，帶動陣法，以逸待勞」，則陣法不破而破。
因此，天罡北斗陣實際上有兩個bug，一個是丘處機所在的「天權」，這是魁柄連接處，一旦打斷則七人內力不能互通，另一個就是搶占北極星，讓陣法失去作用，由天樞星位守護。所以這兩個關鍵位置，王重陽給了武功最高的丘處機，以及全真首徒，最沉穩的弟子馬鈺。
搶占北極星這個方法，在「後射鵰時代」，郭靖進終南山時表現得最為明顯。郭靖是學到其中的奧妙，遠不及黃藥師只經歷過兩次戰陣，就看出了個中破綻。