王全斌因为剑门地势险峻，担心一时之间难以攻下，就派人去探听刘光义等人的消息，再作定夺。不久得到刘光义的来信，说他们已经攻克夔州，进定峡中了。原来夔州地处三峡，是蜀国江防的第一门户，刘光义、曹彬等人从归州进兵，正要向夔州攻去。
刘光义等人出师之前。赵匡胤出示地图，指示锁江浮桥说道：“我军逆流到此，不要以水师争胜，应当先用步骑兵陆路袭击。等待敌军势焰低落，便用水陆夹攻，必能攻取夔州。”刘光义等自然遵旨。
蜀国的宁江制置使高彦俦和监军武守谦率兵前来驻守，他们就在夔州城外的江上，筑起浮桥，设置了三重敌栅，并且排列好火炮，专门防止敌船来进攻。刘光义等沿江进入蜀地，连夜袭击。由于蜀兵一心关注江防，而对陆路却没有在意。突然遭到宋军陆路的袭击，蜀军立即溃散。
刘光义等人于是夺下浮梁，直达城下。蜀国监军武守谦想开城迎战，高彦俦劝阻道：“宋军千里跋涉而来，就是想速战速决。我们不如固守不出，等到待他们粮食耗尽，士卒必然没有斗志。那时我们再率军出击，必能一战成功。”
武守谦却不肯听从他的建议，独自带领麾下的一千余人马，大开城门，跃马出战。刘光义的部将张廷翰见状，急忙挺枪过来迎战。两马相交，双枪并举，战了一个多时辰。张廷翰越杀越勇，武守谦根本不是对手。于是他虚晃一枪，拔转马头向城中逃去。
张廷翰紧紧追赶，也跟着纵马冲到城门守兵急忙要关门，被张廷翰连杀数人，城门因此没有能够关闭。宋军乘机一拥而进，曹彬、刘光义等人也先后赶到。高彦俦想来拦阻，已是不及。武守谦乘乱而逃，张廷翰乘胜登上城墙。高彦俦奋力死战而不能取胜，自己身上受了十多处创伤.他的左右都已逃散。高彦俦见大势已去。便奔回府中，整齐衣冠.望西北成都遥拜蜀君，投火**而死
刘光义等人攻克夔州后，出榜安民，厚礼安葬了周彦俦。接着向西北进兵，所过之处望风披靡。向万州、施周、开州、忠州等地相继投降。峡中各个郡县悉数平定，于是写信告诉了王全斌。
王全斌听说东路大获全胜，自然大喜过望，立刻进军益光。途中抓到了一个蜀中的探子，特别优待他，劝他归降，又询问进入蜀中的道路。这人说道：“益光江东.越过几座大山，有一条狭窄的小径名叫来苏，蜀人只在江的西岸设置栅栏，可以渡到对岸。由此出剑门南二十里可以到青强，与大路相接。若从这条路线行军，剑门关便不足以依赖。”
王全斌大喜，于是按照降兵的话，从来苏径直达青强。同时分一部分兵给史延德，让他偷袭剑门。王昭远接到报告，便令偏将在剑门坚守，自己带着大军来到汉源坡，想阻拦王全斌。
不想还没遇到王全斌，就传来剑门失守的消息，王昭远顿时吓得魂不附体，不知所措。不久就看见前面尘头大起，号炮连天。王全斌、崔彦进从青强杀到，王昭远目瞪口呆，好象死人一样一动不动。都监赵崇韬急忙布阵出战。但是这时候的蜀军都已经是胆战心寒，哪里还敢对阵接战。刚一交战，有几个人受了伤，就一哄而逃。
赵崇韬还想再战，不想坐下马却向后退去。赵崇韬坐不安稳，凭空跌落马下。他的部下各自顾着自己的性命，也没有人管他，因此被宋军活捉了前。王全斌带着兵士，一路砍杀过去。他就好像刀劈西瓜，很快有一万多蜀兵被杀。
只有几个败兵侥幸逃脱，奔回寨中，把王昭远扶上马，快马加鞭逃到东川。王昭远下马躲到了仓库里面，悲痛欲绝，哭的眼睛都肿了起来。不久宋军追到，进来搜查。看见王昭远缩做一团，也不管什么都统不都统，立刻把他索住，牵了过去。
再说刘光义、曹彬乘胜前进。遂州知州陈愈举城投降。当时各将领所过之处，都想要用杀戮来逞威风，曹彬坚决制止。所以峡路宋军始终秋毫无犯。
蜀主闻知王昭远大败，十分恐俱，用金银布帛招募士兵，令太子孟玄哲统领，李廷圭、张惠安为副.直奔剑门以抵御宋军。孟玄哲不熟悉军事，李廷圭、张惠安都是平庸、懦怯的无知之徒。孟玄哲离开成都时，携带姬妾、乐器及歌舞女子数十人，日夜寻欢作乐，不理军政事务。
到了绵州，他听说剑门关已经失守，便逃回东川。大军所过之处，焚烧庐舍、仓廪。蜀主惊惶恐惧向左右人问计，老将石斌答道：“宋兵远道而来，势必不能久留，请聚结兵士，固守城池，以此来疲劳他们。”蜀主说道：“我父子用丰衣美食养士四十多年，等到遇见敌军，不能为我向东发一箭，现在固垒坚守，还有谁能为我效命！”
不久，王全斌进驻魏城。蜀主命李昊起草降表，请求投降。王全斌接受降表.率大军进人成都。刘光义等人也领兵来成都会师。前蜀灭亡时，降表也是李昊起草的。有人晚上在李昊的家门上写了“世修降表李家”六个大字，以此讥刺李昊。
宋军自汴京出发到蜀主投降，共六十六日，得四十五州，一百九十八县。后蜀自后唐应顺元年孟知祥称帝，到宋太祖乾德三年，共三十一年。
赵匡胤任命吕余庆为成都府知府，并命蜀主孟昶迅速率领家属，进京任职。孟昶不敢怠慢，便带着家族臣属即日启程，由峡江而下，直达汴京，待罪于阙下。赵匡胤亲临崇元殿，和孟昶相见。孟昶叩拜之后，赵匡胤赐坐又赐宴，当面加封孟昶为检校太师兼中书令，授爵秦国公。自孟昶母亲以下，凡是子弟妻妾及官属，都有赏赐。就是王昭远这些俘虏，也一并释放。
当初，王全斌率兵伐蜀的时候，汴京连降大雪。赵匡胤在讲武殿设置毡帐，穿戴紫貂皮裘帽处理军政大事，忽然对臣下说道：“我穿戴这些衣服，身上还觉得寒冷。思念西征的将士，顶风冒雪，用什么来防寒御冷！”当即脱下裘帽，派遣宫中使者疾驰前线，赐给全斌，并告知各将说道：“请体谅不能全部赐给。”王全斌拜受裘帽.感激涕零，因此所向披靡.多立战功。
王全斌、崔彦进等人在成都，昼夜宴会饮酒，不理军务，放纵部下掠夺民女.强夺财务，蜀地人民痛苦不堪。曹彬多次请求还师。王全斌不从。不久赵匡胤诏令蜀兵开赴汴京，并从优发给衣装钱。王全斌等人擅自减少衣装费的数额，仍然放纵部下侵扰百姓，蜀兵忿怨而想要作乱。
三月，蜀兵行到绵州.终于造反作乱.劫掠城池，聚结十多万人，自称为“兴国军”。俘获蜀地文州刺史全师雄，推举他充当统帅。王全斌派透朱光绪前往招抚.朱光绪杀了全师雄的家族，抢夺全师雄的爱女为妾。全师雄愤怒不已，于是再无回乡的念头。
全师雄率众兵攻占彭州，自称“兴蜀大王。设置军府.任命节帅二十余人占据各地要害，处理政务，川东、川西百姓争相响应。崔彦进、高彦晖等分路攻讨，都被全师雄打败，高彦晖战死。王全斌派遗张廷翰出击，出师不利，只得退兵保守成都。
全师雄势力日益扩大，派兵据守绵、汉之间。又切断阁道交通，沿江设寨.声称准备攻打成都。于是，邛、蜀、眉、雅、果、遂、渝、合、资、简、昌、普、嘉、戎、荣、陵十六州及成郁府所属各县均起兵响应全师雄，王全斌等人十分恐惧。当时，成都城中降兵尚未派遣者还有二万七千人，全斌怕他们响应贼兵，与其他将领谋划，将降兵引诱到夹城中，全部杀害。
赵匡胤闻知东、西二川起兵作乱，于是派客省使丁德裕领兵前往征讨，又任命康延泽为东川七州招安巡检史。当时，全师雄驻守在新繁。刘光义、曹彬出兵进击，大破敌军。全师雄退兵驻守郫城，王全斌、王仁赡又率兵进攻，全师雄退至灌口。
水陆转运使曹翰会合王仁赌围攻嘉州的吕翰，吕翰弃城逃走。当日傍晚，吕翰还兵，聚众围城，约定三鼓时攻城。曹翰的间谍探知此事.告诫掌漏报时的人只击二鼓，攻城的众贼兵不得集结，至天明而逃遁。曹翰率兵追击，大破敌军。王全斌又在灌口大破敌军。全师雄退走金堂，得病死去。师雄的余党占据铜山，推举谢行本为主帅，康延译随即攻克铜山。丁德裕等人分路招抚，各地叛乱平息。西南夷的各部落大都前来请求归附。
捷报传到汴京，赵匡胤于是催促王全斌等班师。等到王全斌回朝，由中书审问杀降等罪。因他之前平蜀有功，因此只是降王全斌为崇义节度留后，崔彦进为昭化节度留后，王仁赡为右卫将军。
王仁赡对簿公堂的时候，诋毁诸将，只推重曹彬一人，对赵匡胤是道：“清廉畏慎，不负陛下，只有曹都监一人。”赵匡胤查得曹彬行囊，只有图书、衣衾，没有其他东西，果然像王仁赡所说，于是擢升曹彬为宣徽南院使。