赵匡胤在平定湖南之后，迅速部署攻蜀，在乾德二年（964年）十一月，准备完毕的赵匡胤派王全斌为总指挥，率领刘光义和曹彬等人向后蜀进军。六万宋军兵分两路，北路由王全斌亲自率领，沿陆路由北往南攻，一路直抵剑门；东路由刘光义率领，沿水路由东往西攻，进至白帝城。
次年正月，北路军攻克剑门，向成都挺进，一路披靡。东路军也夺取夔州，随后连下万州、施州、开州、忠州和遂州。在宋军的猛烈攻势下，后蜀军队几乎是一触即溃，蜀主孟昶（chǎng）别无选择，只得上表请降。
至此，仅用了66天的伐蜀之役以胜利告终，后蜀四十六个州二百四十座县城以及五十三万户人口，全部归入大宋。不过由于北宋接收蜀地措施失当，导致蜀地爆发大规模起义，平定后蜀的起义反而用了好几年。
后蜀灭亡后，南唐的姿态放得更低了，吴越等也纷纷臣服，唯有南汉倔强地不肯低头，于是枪打出头鸟，北宋决定灭掉南汉。开宝三年（970年），赵匡胤派大将潘美等人率兵南下，猛攻南汉。
