李煜對於北方的宋朝始終卑辭厚禮地伺候著，遠勝昔日對於後周，“每聞朝廷出師克捷及嘉慶之事，必遣使犒師修貢。其大慶，即更以買宴為名，別奉珍玩為獻。吉凶大禮，皆別修貢助”。趙宋立國之初，尚需鞏固北方局勢，對於南方諸國並不急圖。
但是，乾德元年（963年），宋廷以助佔據馬楚故地的武平軍節度使周保權平定衡州刺史張文表反叛為契機，出兵南下。在南進途中，宋軍以借道為名，兵不血刃而定荊南高氏政權。周保權也奉表歸順宋廷，舉族遷往汴京。
宋軍既得荊、楚，即可訓練水軍，溯流而上可攻後蜀，沿江東下則可滅南唐。乾德二年（964年），宋軍水陸並進，進攻後蜀，蜀軍戰敗，後主孟昶降宋。開寶二年（969年），宋朝潭州防禦使潘美出兵徵南漢，連克韶、桂、連、賀四州。次年，宋軍長驅直入，直抵廣州城下，南漢後主劉鋹素衣白馬出降。這個存在五十餘年的嶺南王國滅亡了。
趙宋接連征服荊、楚、蜀、嶺南諸地，南唐已經在北、西、南三面與宋朝接壤，而其東面的吳越恰恰一直是楊吳—南唐政權的宿敵，而且一直臣服中原大國，南唐已經事實陷入宋朝的包圍之中，形勢岌岌可危。
李煜和南唐雖然一直對趙宋保持藩屬國的謙卑姿態，但又不想真正喪失獨立政權的地位，故而在卑事大國的同時，又在暗做軍事備戰。趙匡胤原本曾想政治解決南唐問題，努力未成之後，才決定南征。
趙匡胤
開寶七年(974年)五月，趙匡胤下令在荊湖建造大艦和黃黑龍戰船數千艘，以備架設長江浮橋之用。九月，趙匡胤又以李煜拒命入朝為由，發兵10餘萬，三路並進，進攻南唐：東路以吳越王錢俶為昇州東南面行營招撫制置使，率數萬兵自杭州北上策應，並遣宋將丁德裕為監軍；中路由宣徽南院使曹彬與山南東道節度使潘美率水陸大軍由江陵沿長江東下；西路則以黃州刺史王明為池州至嶽州江路巡檢、戰棹都部署，負責牽制湖口的南唐兵力，保證南征主力東進。
是年十月十八日，宋軍中路曹彬部沿長江東下。南唐水軍竟然以為是宋軍例行巡江，未加阻截，致使曹彬大軍順利通過湖口。二十五日，曹彬率軍突襲峽口寨(今安徽貴池西)。閏十月初五，兵臨池州，守將不戰而逃。
戰爭的爆發意味著南唐謹慎維持著的對中原王朝的臣屬關係已經破裂，李煜不得不戰。為了減輕外部壓力，李煜致書吳越王錢俶，企圖以“今日無我，明日豈有君”的唇亡齒寒道理說服吳越聯合抗宋。但是，鐵心歸宋的錢俶卻將此信呈給了趙匡胤，果斷進入了對南唐的征討。
不久之後，曹彬大軍又在銅陵擊敗南唐軍水軍，虜獲戰艦200餘艘。而後，又連克蕪湖、當塗，逼近採石磯。經過數日激戰，曹彬大軍大破南唐採石守軍，生擒南唐馬步軍副部署楊收、兵馬都監孫震。
十一月初九日，宋軍做了一件令江南人覺得根本沒有可能的事情，花了三天時間繫纜繩，在長江上架起了浮橋，大軍得以順利過江。宋軍過江令李煜恐懼，於是南唐遣鎮海節度使鄭彥華與天德都虞侯杜真分率水、步兵各一萬出江寧，水陸並進，展開反擊，但很快就被宋軍擊敗。
在中路大軍勢如破竹的同時，宋軍東西兩路也密切配合，進展順利。十一月十五日，西路軍攻鄂州(今湖北武昌)，擊敗南唐3000餘人；東路的吳越軍隊也圍攻常州，攻佔利城寨(今江蘇江陰)。
歷時兩個多月，開寶八年（975年）正月初八，宋軍進逼金陵西南郊，攻克溧水，全殲唐軍都統李雄部萬餘人。正月十七日，曹彬大軍向金陵發起進攻。宋軍行營騎軍兼戰棹左廂都指揮使李漢瓊率部以大艦載蘆葦，對南唐水寨實施火攻，殲滅南唐軍數千人，進逼江寧城下。
李煜
南唐在金陵府有10餘萬重兵防守，企圖依託秦淮水背城一戰，挽回危局。為不失戰機，潘美不待渡河船隻到達，率部強渡秦淮河，大軍隨後跟進，斬俘南唐軍萬餘人。宋軍乘勝進逼城下，於城郊三面紮營，對金陵形成包圍。困守金陵的南唐軍隊組織反擊，企圖溯江而上奪取採石浮橋，又被潘美率軍擊破，南唐神衛都軍頭鄭賓等被俘。
佔據荊、楚，又使前線宋軍得以獲得充足的糧食補給。正月二十日，趙匡胤命京西轉運使李符益調運荊湖軍糧補給前線宋軍，而城中南唐軍則面臨供給危機。二月初十，曹彬大軍又在金陵城外白鷺洲大敗南唐軍。三月，宋軍攻下金陵城闕，南唐軍退入金陵城內固守。
至五月，東路的吳越軍隊也攻陷常州、江陰，進圍潤州，西路的王明所部在江州擊敗南唐萬餘人，奪取戰艦500艘。金陵已成重圍之下的孤城，而靠著家世驟得高位的統軍大將神衛統軍都指揮使皇甫繼勳卻“保惜富貴，無效死之意”，一心謀求降宋，甚至聽聞諸軍，“幸災見於詞色”。金陵內外形勢也因皇甫繼勳這樣的人矇蔽，而不為李煜所知。一日，李煜登城，見宋軍“旌旗壘柵，彌遍四郊”，盛怒之下，將皇甫繼勳誅殺。
李煜將希望寄託在上游兵力援救，急調神衛軍都虞侯朱令贇率湖口兵10萬赴援。朱令贇恐王明軍從背後切斷糧道，遲遲不敢東進。六月初二，曹彬軍於江寧城下打敗南唐軍2萬餘人，繳獲戰艦數千艘。八月，丁德裕在潤州擊敗南唐軍5000人，並於九月初九與吳越軍合勢攻佔潤州城。
宋滅南唐之戰
直到六月二十一日，朱令贇才乘大艦先行至皖口（安徽安慶西南部的皖水入江口），遭遇宋軍劉遇截擊。此戰之戰，南唐軍先佔上風，朱令贇以火油進攻宋軍戰船，宋軍幾乎難以招架。但是，天象突變，風向急轉，大火反而燒到了朱令贇的戰船上，南唐軍不戰自潰，朱令贇被燒死，戰棹都虞侯王暉等將領被俘。此戰大敗，意味著李煜企圖以上游之兵解金陵之圍的幻想徹底破滅。
困於金陵城中的南唐君臣徹底斷絕了一切外援，宋軍晝夜攻城，城中境況極慘，“城中米鬥萬錢，人病足弱，死者相枕藉”。即便如此，金陵城依然撐了數月。十一月十二日，曹彬大軍從三面攻城，二十七日，宋軍破城，李煜奉表投降，南唐遂亡。
亡國之君李煜在中國人的文本記憶中是一個備受同情的人，千餘年來，人們對之賦予太多的淒涼哀婉之情。但是，作為帝王的李煜並不值得同情。宋滅南唐歷時一年有餘，是趙宋征服南方諸國之戰中耗時最長的，在此期間，李煜並非毫無作為，戰事佈置、殺伐決斷不乏可圈可點之處。但是，李煜抗宋並非為了江南黎庶，而只是為了保全偏安一隅之富貴、一姓一家之榮寵。
南唐亡國之際，李煜曾作《破陣子》詞一首，其中有對“三十餘年家國，數千裡地山河”喪失的痛惜，但是最終的卻將情感落在“教坊猶奏別離歌，揮淚對宮娥”上，足見他對宮廷糜爛生活的眷戀。宋人蘇軾曾對這首詞有過評價，“後主既為樊若水所賣，舉國與人，故當慟哭於九廟之外，謝其民而後行，顧乃揮淚宮娥，聽教坊離曲？”如此一個李煜，哪裡值得同情呢？
