登聞鼓是古代懸于朝堂之外的大鼓，凡百姓等有冤情或重大事項，都可以擊鼓上聞。胡三省注《資治通鑒》中說：“登聞鼓，令負冤者得詣闕撾鼓，登時上聞也。”據現有史料記載，登聞鼓是在魏晉南北朝時期逐步發展起來的，至隋唐時正式成為一項法律制度。在《唐律·斗訟律》中，就有關于“撾登聞鼓”的規定，但除了所反映的情況不能“不實”外，沒有太多的限制；對于糾正和平反錯案冤案的作用也非常有限，更多的是一種擺設而已。到了北宋時期，登聞鼓才真正成為司法制度的一項重要內容。
由于登聞鼓能夠起到“下情上達”的作用，對于北宋初期致力于中央集權的君主而言，無疑是非常有助益的。也正因為如此，對于擊登聞鼓上訴的事件，君主一般都會親自過問。宋太宗太平興國九年（雍熙元年，984年）就發生了這樣一起案件：開封府寡婦劉氏與他人通奸，擔心奸情敗露，憂悸成疾；又怕前夫之子王元吉去衙門控告，便惡人先告狀，派婢女去開封府控告王元吉企圖毒死自己。開封府受理此案后，將王元吉屈打成招。后來在錄問時，覺得案情有疑，便移送司錄司別勘。在別勘過程中發現了問題，將案件奏請皇帝裁決，對王元吉“免死決徒”，即判處徒刑，按折杖法執行杖刑。但在行刑時，王元吉大叫冤枉，他的妻子張氏也擊登聞鼓聲冤。這樣一來，案件便由宋太宗親自受理了。
宋太宗“臨軒顧問，悉見其冤狀”，將開封府原審此案的官吏都交由御史臺審訊，最終查明了案情的真相，王元吉得以平反，而原審此案的官吏則受到了相應的處罰：開封府知府劉保勛奪俸三月，推官張雍等主審官員奪一官勒停（免官降級），具體負責審訊的官吏決杖流放海島；而別勘發現問題的司錄司官吏則“賞緡錢、賜束帛”；擊登聞鼓上訴的張氏也賜帛十匹。據說開封府在審訊王元吉時，用了一種叫“鼠彈箏”的酷刑，“極其慘毒”。宋太宗下令對施刑的獄卒也適用此刑具，結果獄卒“宛轉號叫求速死。及解縛，兩手良久不能動”。宋太宗感慨道：“京邑之內，乃復冤酷如此，況四方乎？”
大概也正因為如此，所以對擊登聞鼓的案件不論大小，君主常常會親自受理。淳化四年（993年），“京畿民牟暉擊登聞鼓，訴家奴失豭豚一”，結果宋太宗“詔令賜千錢償其直”，并對宰相說：“似此細事悉訴于朕，亦為聽決，大可笑也。然推此心以臨天下，可以無冤民矣。”
顯然，“無冤民”是設置登聞鼓的最終目的。登聞鼓作為一項制度設計的初衷，是加強司法監督、糾正和平反錯案冤案，但在實際運作中，已不限于刑事案件。如宋真宗景德二年（1005年），大理寺詳斷官仇象先等人因“議獄不當”，被開封府法官定罪，給予“削官一任”的處罰。仇象先等人不服，“詣登聞訴理”，宋真宗命大臣復審。復審官員認為仇象先等人雖有過失，但“法不至追官”。于是撤銷處罰，各復舊職，而開封府的法官反過來被追責。
也有因擊登聞鼓上訴的案件中發現法律錯誤，從而加以改正的。宋真宗大中祥符年間就發生了這樣一起因婚騙財的案件：京城開封百姓娶妻后，帶著財產和妻子的陪嫁逃走了，但法律規定，丈夫逃亡的，需六年之后才能改嫁。妻子迫于饑寒，只得到登聞鼓院上訴。為此專門下詔規定：“不逞之民娶妻，紿取其財而亡，妻不能自給者，自今即許改適。”
此外，一些具有重大爭議的事項，也是通過擊登聞鼓得到解決的。宋太祖開寶六年（973年）開科取士，引起爭議，進士徐士廉等人擊登聞鼓控告主考官李昉等“用情取舍”，宋太祖下令讓相關人員重考，并親自在殿堂上閱卷，“自茲殿試遂為常式”，“殿試”制度也由此確立下來。
北宋前期因登聞鼓受理影響最大的一起案件，就是宋真宗咸平五年（1002年）發生的左領軍衛將軍薛惟吉的遺孀柴氏擊登聞鼓上訴案件，從這一案件，基本可以看出登聞鼓運作的實際情形。
薛惟吉是宋初宰相薛居正的養子，他少有勇力，家財萬貫，又能折節下士，輕財好施，但治家無法。薛惟吉于至道二年（996年）去世，年僅42歲。他的遺孀柴氏是續娶的，沒有生子；前妻所生的兩個兒子薛安上和薛安民素來與柴氏不和；柴氏年紀輕輕，也不愿替薛惟吉守寡。她私藏了薛惟吉留下的幾萬貫財產以及大量書籍文物，打算改嫁。原宰相、官拜右仆射的張齊賢得知后，自然不愿放過如此好的機會，派人去求親，雙方約定了日期迎娶。
但就在好事將至之時，突生變故。薛惟吉的兒子薛安上一紙訴狀把柴氏告到了開封府。開封府見事關重大，涉及的都是達官貴人，不敢擅自處理，將案件上奏皇帝。宋真宗本不想把事情搞大，但當事雙方都不服，只得將案件交由御史臺審理。而柴氏則擊登聞鼓上訴，控告新任宰相向敏中低價購買了薛惟吉的老宅，又因向自己求婚不成，所以唆使薛安上誣告自己。這樣一來，又把另一位宰相也牽扯進來。因向敏中是宋真宗信任并提拔的官員，所以便召見向敏中詢問詳情。向敏中只是承認購買老宅的事情，對于向柴氏求婚之事則矢口否認。
宋真宗見狀，便想將案件壓一壓，來個冷處理。可柴氏不干，又一次擊登聞鼓上訴，一定要討個說法。宋真宗無奈，只得令御史臺詳查，結果查明向敏中所說的都是謊話，氣得宋真宗當面斥責向敏中不誠實；薛安上兄弟之前因爭奪遺產打過官司，宋真宗曾下令不許他們變賣祖上遺產，因此低價出售老宅顯然是違反圣旨的行為。當然，柴氏私自侵吞財產的行為也因此暴露，而且在背后唆使她幾次三番擊登聞鼓上訴的，正是原宰相張齊賢的兒子、太子中舍張宗誨。
于是，宋真宗對此案作出裁決：張齊賢和向敏中都被罷免職務；薛安上被處以笞刑，并用被柴氏侵吞的財產從向敏中那里贖回老宅；張宗誨削一任，貶為海州別駕。當然，最倒霉的還是挑起此案的柴氏，幾番擊登聞鼓上訴，結果不僅落得個人財兩空，還被判贖銅八斤（折抵杖八十）。