周世宗兵出淮南時，下詔宣布南唐之罪，就說到與契丹"勾結"一事：蠢爾淮甸，敢拒大邦，跋扈飛揚，垂六十載，幸累朝多事，與北虜交通，厚起戎心，誘為邊患……你這個傻貨南唐竟敢據有江淮一帶抗拒我大國！飛揚跋扈了將近六十年。我中原曆朝以來處於多事之秋，你們就與契丹和北漢勾結來往！讓北方的胡虜興起南侵的戰爭之心，這就等於是你們誘發了中原的邊患……顯德二年（955）十一月，這是一個枯水的冬季。周世宗任命李穀為淮南道前軍行營都部署兼知廬州（今屬安徽合肥）、壽州（今屬安徽六安）等行府事務，忠武節度使（治所在今河南淮陽）王彥超為行營副都部署，督領侍衛馬軍都指揮使韓令坤等十二名將領、精甲數萬人來伐南唐，兵鋒直指壽州。
南唐人聽說後都心存恐懼，但鎮守壽州的江南名將劉仁贍神態自若，部署軍隊沿城守禦，從容之態與平日沒有兩樣，將士們這才情緒稍趨安穩。
南唐主李璟任命神武統軍劉彥貞為北麵行營都部署，領兵兩萬赴壽州增援，又命奉化節度使、同平章事皇甫暉為應援使，常州團練使姚鳳為應援都監，二人領兵三萬屯定遠（在安徽東部）。征召鎮南節度使宋齊丘返回金陵，謀商如何應對國難。
李穀建造浮橋，從正陽（今屬河南駐馬店）渡過淮河--此地在壽州西南幾十裏。爾後，急趨壽州城下，斬殺唐兵兩千餘人。
正趕上吳越王錢弘俶派遣"元帥府判官"來朝，周世宗詔諭吳越出兵攻擊南唐的常州。當時朝廷封吳越王為"天下兵馬大元帥"，所以，錢氏置"元帥府"。
顯德三年（956）正月，世宗下詔親征淮南。以宣徽南院使向訓權東京留守，端明殿學士王樸副之；彰信節度使（治所在山東菏澤）韓通權點檢侍衛司及在京內外都巡檢。命侍衛都指揮使、歸德節度使（治所在河南商丘）李重進帶兵先赴正陽，河陽節度使（治所在河南孟州）白重讚將親兵三千屯潁上--此地在安徽西北，與壽州交界。
正月初八，史稱"帝發大梁"，皇帝從汴梁出發。李穀攻壽州，很久不能破城，唐劉彥貞引兵來救，到來遠鎮--此地距壽州兩百裏，又派出戰艦數百艘順流下正陽，做出攻取李穀浮橋的態勢。李穀已經過河，如果正陽浮橋斷，則等於孤軍在南唐境內作戰，形勢甚危。於是召集諸將從壽州退守正陽浮橋，等待禦駕來臨。此時柴榮已經到達圉鎮（今河南杞縣），聽到李穀的謀劃，急忙派遣中使乘驛告知他不要退，但是中使到時，李穀已經將輜重焚毀，退保正陽了。柴榮意在速戰，到了陳州（今河南周口），急忙遣李重進引兵到淮上（今屬安徽蚌埠）。
劉彥貞等聽說李穀退兵，大喜，引兵直抵正陽，旌旗輜重斷續連亙數百裏。劉仁贍及池州刺史張全約感覺到此役不是這種打法，試圖阻止劉彥貞輕進。劉仁贍派人對劉彥貞說："公軍未至而敵人先遁，是畏公之威聲也，安用速戰！萬一失利，則大事去矣！"但劉彥貞不聽。大軍啟行後，劉仁贍憑直覺知道不妙，對人說："如遇周師，彥貞必敗。"於是，更加小心謹慎地完善壽州城備。
後周大將李重進渡淮，與劉彥貞相遇，大戰於正陽東，一戰破之，斬殺劉彥貞，生擒將帥多人，史稱斬首萬餘級，伏屍三十裏，收軍資器械三十餘萬。當時江、淮多年沒有打仗，士民們對戰爭早已不習慣。一次戰敗這麼慘，主帥都被殺掉，震動了整個南唐。池州張全約收集餘眾奔壽州，劉仁贍上表推薦張全約為馬步左廂都指揮使。
滁州刺史聽說周兵到了，棄城而逃。皇甫暉、姚鳳從定遠退保滁州附近的清流關。幾天後，周世宗到達永寧鎮（今安徽阜陽），對侍臣說："聽說壽州圍困解除時，農民大都回歸村落；現在聽說大軍到，一定會再進入壽州。我憐憫他們都聚到城裏，如果長久圍困，他們就會成為餓殍，應該先派遣使者去安撫他們，讓農民各自安心務農，大軍必不騷擾。"隨後，禦駕到達正陽。柴榮不滿意李穀退兵，於是以李重進代李穀為淮南道行營都招討使，以李穀判壽州行府事。現在來看，李穀當初退保正陽，也不一定是個錯誤，胡三省就認為李穀此舉乃是"先為不可勝以待敵之可勝"（先想到不可勝的最壞結局，以此來尋求等待可以勝敵的戰機），但柴榮不想喪失士氣，故對李穀退兵很不滿意，就將他前線總指揮的職務免去，給了李重進，並將李穀降二級臨時使用--節度州為三品，刺史州為五品；李穀由原先的節度州使，改為刺史州使。當時有規定：同品為"知"，隔品為"判"。
破滁州生擒皇甫暉
兩天後，柴榮到壽州城下，當晚在淝水北岸紮營，命諸軍圍壽州，將正陽的浮橋移到下蔡（今安徽鳳台）。第二天征集宋、亳、陳、潁、徐、宿、許、蔡等州丁夫數十萬人來壽州攻城，日夜不息。
三月的一天，世宗巡視壽州城外水寨，到達淝橋。他看到炮陣兵將一塊塊石頭用拋石機拋入壽州城內，而周遭石塊都被拋光，於是親自撿取一塊石頭，騎在馬上抱著送到營寨，供拋石機使用。在周世宗帶領下，所有過橋的官員，都自覺地帶上一塊石頭，送到大營。趙匡胤看到此情此景，深受觸動，若幹年後，他在討伐潞州時，道路崎嶇，山路難行，他也親自抱著石塊開路，感染了隨軍將士，很快開出路來。