宋军在战力强盛之下屡败唐军，最终形成了对金陵的包围。但因作战损耗和气候原因，"秋暑军多疫"、"南土暑炽，军卒疫死"，宋军已经有了"体士马,为后图"和"方议休兵"的想法。李煜坚壁清野的战略几乎获得成功，只待朱令赟率部解围，这次抗战便算胜利了。
因此，宋军兵临城下时，李煜仍举行了科举考试。"是月，江南知贡举，户部员外郎伍乔放进士张确等三十人。"后世评价"王师已至城下，而贡举犹不废"是李煜"诚不知务者"，则是后见之明的上帝视角了。
然而，朱令赟率军来援，打算火烧宋军战船，不料"适会北风反"，大火反而焚烧了唐军战船，导致唐军崩溃，朱令赟被俘，南唐唯一的机动兵力丧失。如此一来，宋军无后顾之忧，"百道攻城，昼夜不休"。金陵城中"米斗万钱，人病足弱，死者相枕籍"。
局势无可挽回，李煜展现出帝王而非文人的一面，指挥部队拼死守卫，还向契丹请求援兵。长达十个月的金陵攻防战中，因为李煜作为国主坚决抵抗，南唐守军相当顽强。将军呙彦、马承信、马承俊"力战而死"，各门守军都坚守到最后一人一马，战死者均血污不成人形，"诸将战没者,犹数十人"。
975年11月，外无援兵、内无粮草的金陵还是被攻破了。众多忠于李煜的大臣如陈乔、钟蒨、廖澄等均自杀殉主。而原本誓言"如其不获，乃聚宝自焚，终不作他国之鬼"的李煜，却未能践诺，向宋军投降了。
