李煜自以為與宋結好便可苟且偷安，故而軍不設防。當宋軍進入南唐轄境，沿江屯駐的南唐兵士還以牛酒犒賞宋兵。及至發覺宋軍翦滅南唐的意圖，為時已晚。南唐池州（治今安徽貴池）守將戈彥棄城而逃，兵卒不知所措。宋軍沿江推進，隻遇到一些小抵抗，便順利到達位於金陵（今江蘇南京）西南的重要渡口——采石磯（位今安徽馬鞍山東北）。為使大軍能夠渡江作戰，宋軍采納江南人樊若冰（一作“水”）的建議，將大船串聯排列，於江上搭建一座浮橋，使江北的宋軍得以跨越天塹，進入江南。還在宋軍搭建浮橋時，就有消息傳入金陵，可南唐君臣卻以為長江自古無橋，宋軍此舉不過是兒戲罷了，絲毫不予理會。待得知浮橋架成，宋軍已順利渡江時，國都金陵已陷入包圍之中。此時，宋廷又約吳越出兵夾擊。吳越派兵攻克常州（今屬江蘇），於潤州（治今江蘇鎮江）與宋軍會師，合兵圍攻金陵。
南唐後主李煜雖身處重兵圍困之中，仍夢想保全自己的地位，便委派大臣徐鉉前往開封（今屬河南），懇求趙匡胤緩兵。趙匡胤按劍厲聲嗬斥道：“但天下一家，臥榻之側，豈容他人鼾睡！”⑩徐鉉嚇得魂不附體，倉皇退下。李煜見乞求不成，又欲殊死相拚，下令調集十幾萬軍隊急速救援，分別駐紮於金陵城內外。又令江西派兵增援，企圖切斷采石浮橋，阻截宋軍後援，但均未奏效。
八年十一月，金陵被圍已達一年，李煜再次派遣徐鉉入見宋帝，懇請退兵，又遭趙匡胤斷然拒絕。宋軍在擊敗南唐援軍及地方武裝、並於金陵城下多次大敗南唐兵後，終於攻陷城池。還在出兵南唐之前，趙匡胤曾專門召見曹彬、潘美等將帥，告誡道：“城陷之日，慎無殺戮。設若困鬥，則李煜一門，不可加害。”因而宋軍入城，秋毫無犯。後主李煜無計可施，隻得投降。曹彬等令其寫文書致南唐諸州縣長官，命他們投降宋朝。諸州縣多遵命而行，唯有江州（治今江西九江）軍校胡則殺刺史，據城固守，拒不從命。五個月後，被宋將曹翰攻破城防，死者數萬人。宋朝徹底平定了南唐，得十九州、三軍、一百八十縣、六十五萬五千零六十戶。
吳越王錢因出兵助宋進攻南唐，也曾得到宋帝的讚賞，得以“守太師，尚書令，益食邑”。及南唐滅亡，錢於開寶九年（976）偕子錢惟等入朝開封，覲見趙匡胤，並進獻銀絹、乳香、吳綾等物，其值數以億萬計，旨在懇請宋廷允許保留自己的一席之地。朝中自宰相以下官員均向趙匡胤奏請扣留錢父子，乘機出兵奪取吳越之地。趙匡胤未作應允，依舊允許他們返回吳越。待錢父子等辭行之時，趙匡胤“取群臣留己章疏數十軸，封識遣，戒以途中密觀。屆途啟視，皆留己不遣之章也”。錢讀畢奏章，悲喜交加，既對宋帝感恩不盡，又對宋臣的上疏恐懼無比。此後，他時時處處小心謹慎，傾心竭力親近宋廷，百般殷勤順從。
與吳越相毗鄰的還有一處割據政權，即占據漳州（今屬福建）、泉州（今屬福建）一帶的陳洪進。在江南諸政權中，以陳洪進的勢力最為弱小。為保全自己，不為其他政權所兼並，陳洪進積極與宋朝交往、靠近，並請求加封，而被趙匡胤任命為節度使。其後，他一直向宋廷稱臣納貢，保持著和睦友好的關係。正因如此，宋廷像對待吳越一樣，未派兵進剿陳洪進。不過，陳洪進還是從宋廷對待吳越王錢的態度上，覺察到其中的用心和意圖。因此，當趙匡胤去世，趙光義（是為宋太宗）即位後，陳洪進惶恐不安。宋太平興國三年（978），陳洪進親自入開封朝貢，並主動向趙光義獻出漳、泉二州及所轄十四縣、十五萬一千九百七十八戶和一萬八千七百二十七兵士。趙光義授予陳洪進為武寧軍節度使、同平章事。
陳洪進的“納土”，亦使先期到達開封城朝貢的吳越王錢坐臥不寧。在這種形勢逼迫下，錢隻好向趙光義請求罷免自己的吳越國王稱號，解除天下兵馬大元帥等官銜，並乞求允許自己返回吳越。但這一請求又遭到宋帝的拒絕。錢的謀臣崔仁冀告訴他：“朝廷意可知矣，大王不速納土，禍且至。”錢亦感到僅去王號，免除官銜，而保留原有地位，絕非宋廷所能應允，況且此刻身處宋都，距吳越千裏之遙，自己已被握於宋人手中，插翅難逃。他權衡再三，最終決定效仿陳洪進，向趙光義獻出吳越所轄十三州、一軍、八十六縣、五十五萬零六百八十六戶和十一萬五千零三十六兵士。趙光義欣然接納了錢的獻地，亦給予優厚的待遇，封他為淮海國王，其子錢惟為淮南軍節度使、錢惟治為鎮國軍節度使。
至“陳洪進納土”、“吳越歸土”，最終結束了自唐末以來，江南諸政權並立的分裂割據局麵，北宋亦完成其統一南方的戰略，版圖迅速擴大，國勢日漸強盛。