为了化被动为主动，南唐军队策划了一个作战方案，打算动用一支水师，溯江而上，进攻宋军搭设在采石矶的浮桥，只要破坏了浮桥，宋军战船不足，大军的退路就会被切断，到时粮草不足，不战则自乱。可以说，这个战略颇为高明，只是被曹彬所识破。曹彬马上派潘美截击南唐水师，又一次大获全胜，粉碎了南唐的计划。

金陵围城战持续了十个月之久。

南唐之所以能坚持这么久，一是因为实力不弱，二则是曹彬有意控制攻城节奏，意图以最小的代价取得最大的战果。这场战争令南唐国力疲敝，后主李煜把希望寄托在外地援兵上。

南唐将领朱全赟在湖口集结了一支大军，号称十五万，其实没那么多人。为了增援金陵，朱全赟修建了巨大的战舰，长百余丈，大者可容纳千人。这支水师从湖口顺流而下，打算攻击宋师在采石矶的浮桥。

可是朱全赟运气着实很差，时值长江枯水期，在一些河段，水面干涸，而战船太大反倒成了麻烦，没法开动。南唐水师在江面迟滞，令宋师有机会从容布阵应战。当朱全赟的舰队开到皖口时，宋军行营步兵指挥使刘遇在江面阻击。水战本是南唐军队的强项，当时宋军在北，南唐军在南，擅长水战的朱全赟采用火攻战术，纵火焚烧宋船。眼看着胜利在望时，一件令人意想不到的事发生了。

风向突然大变，刮起强烈的北风，南唐舰队反而在下风向，火焰倒扑，烧向南唐战船。为了避开火势，南唐舰队大乱，纷纷后撤，主将也控制不了。宋军乘机反扑，反败为胜，南唐舰队指挥官朱全赟眼看前功尽弃，索性与座船同归于尽，被烈焰吞噬了。

此役，南唐水师损失数万人，更要命的是，援救金陵的计划破产了。

李煜最后的希望破灭了。

但他毕竟是一国之主，性格又清高，不愿意投降。曹彬多次派人告诫李煜说：“城必破矣，宜早为之所。”但李后主不听。事已至此，曹彬决定发动最后的总攻。

可是就在宋军即将发动总攻之前，主帅曹彬却忽然称病了。

诸将赶紧前来探望，岂料曹大帅身体根本无恙，只是有一块心病。曹彬对诸将说：“我这病，不是开药方能治好的。只要诸位在这里立个誓言，攻破金陵后，不得妄杀一人，那我的病就痊愈了。”原来曹大帅担心出现征蜀时残杀无辜的惨剧，故而特地演了这么一出戏给大家看。诸将纷纷表示，决不妄杀一人，并与主帅焚香立誓。这么一来，曹彬的“病”好了，可以发动总攻了。

此时金陵城内已是物资匮乏，士气低落，加上援军被消灭的消息传来，将士全无斗志。金陵城终于被攻破了，李后主神情木讷，他不知道等待自己的将是怎样的命运。他让人在宫殿里堆满了木柴，若是曹彬不接受他投降，就举火自焚。

作为一位君主，作为一名艺术家，李煜还是要活得有尊严。

曹彬并没有为难李后主。他进城后，约束军纪，不杀无辜，很快金陵城内就恢复了秩序。宋军以往常见的打家劫舍的现象并没有出现，包括李后主以及南唐诸臣的家都没有遭到洗劫。对于亡国之君，曹彬也表现出大将风度，并无不敬之处。曹大帅亲自领着军队，整整齐齐地抵达宫城，李煜与众臣在宫门处迎拜，奉表纳降。曹彬对李后主道：“介胄在身，拜不敢答。”算是十分客气了。受降结束后，曹彬留下一千人守住宫门，严禁外人擅入。

伐南唐之役前后历时一年，南唐的历史被终结，十九州一百零八县划入大宋领土。