李德明盛贊後周世宗聲威德行和軍隊強盛，規勸南唐主李璟割讓長江以北之地，李璟不高興。太傅兼中書令楚公宋齊丘則認為割讓土地無濟于事，李德明為人輕浮，經常言過其實，國中之人也不相信他的話。樞密使陳覺、副使李徵古素來憎惡李德明和孫晟，趁勢對李璟說︰「李德明出賣國家求取私利。」李璟勃然大怒，將李德明在街市斬首。
四月，南唐齊王李景達領兵20000從瓜步（今南京**）渡過長江，距離**20余里，設置柵欄不再前進。後周眾將領想出擊，趙匡胤說︰「他們設置柵欄固守，是怕我們啊。如今我們部眾不滿2000，倘若前往攻擊，他們就看出我們人數的多少了；不如等待他們來而出擊，必定可打敗他們了。」過了幾天，南唐出兵趕赴**，趙匡胤奮勇出擊，大敗敵軍，殺死抓獲近5000人，余下部眾還有1萬多，逃奔渡江，爭船淹死的很多，于是南唐的精銳部隊喪失殆盡。
這一年，南唐主李璟又派後部郎中陳處堯攜帶厚禮渡海到契丹乞求出兵，契丹不肯為南唐出兵。因而留下陳處堯不送還。陳處堯最終死在契丹。
保大十五年、顯德四年（957年）二月十七日，世宗從大梁出發。在這之前後周與南唐交戰，南唐水軍精銳敏捷，後周無法同它抗衡，世宗經常以此為恨。從壽春返回後，在大梁城西汴水岸邊制造戰艦數百艘，命令南唐投降士卒教北方兵水戰，幾個月以後，後周水軍縱橫江湖，出沒水中，差不多勝過南唐水軍。到這時，命令右驍衛大將軍王環率領水軍數千人從閔河沿潁水進淮水，南唐軍隊看見大為震驚。
李璟擬議親自督率眾將抵抗後周，中書舍人喬匡舜上書懇切勸諫，李璟認為動搖軍心，流放撫州。李璟問神衛統軍朱匡業、劉存忠防御策略，朱匡業背誦羅隱的詩道︰「時機到來天地都同力助，氣運離去英雄也身不由己。」劉存忠認為朱匡業的話很對。李璟發怒，貶謫朱匡業為撫州副使，將劉存忠流放到饒州。不久他自己也居然不敢出行。
第三次南征。這一年，十月十九日，世宗從京師大梁（今河南開封）出發。十一月初四，到達鎮淮軍，當夜五更，渡過淮水。初五，到達濠州（今安徽鳳陽）城西。濠州東北十八里有個灘，南唐人在灘上設置柵欄，四周環水據以固守，認為後周軍隊必定無法渡河。初六，世宗親自攻打，命令內殿直康保裔率領全副武裝士兵數百人，乘著駱駝涉水，趙匡胤率領騎兵隨後，于是拔取。
李重進攻破濠州南關城。十一日，世宗親自進攻濠州，王審琦攻取了南唐軍水寨。南唐軍隊在城北面聚集數百條戰船，又在淮水中豎起大木頭來阻攔後周軍隊。世宗命令水軍進攻，拔掉大木頭，燒毀戰船70多艘，斬首2000多級，又攻破羊馬城（古代城邑建築中特有的軍防設施），城中震動恐慌。十四日夜晚，南唐濠州團練使郭廷謂上表給後周世宗說︰「臣下家在江南，如今倘若馬上投降，恐怕被唐人誅滅全族，請求先派遣使者到金陵請命，然後出城投降。」世宗答應了他。十九日，世宗听說南唐有數百艘戰船在渙水(今澮河）東面，準備救援濠州，便親自領兵夜晚派出水軍、陸軍進攻。二十一日，在洞口大敗南唐軍隊，斬首5000余級，投降士兵2000多人，後周軍隊乘勢擊鼓向東行進，所到之處都被攻克。二十三日，到達泗州城下，趙匡胤先攻城南，乘勢焚燒城門，攻破水寨和月城。世宗住在月城樓上，監督將士攻打泗州城。
十二月初三，南唐泗州守將範再遇率城投降，後周任命範再遇為宿州團練使。世宗親自到達泗州城下，下令軍中割草打柴的人不得侵犯農民田地，農民都感激喜悅，爭相獻送糧草。
初六，世宗親自率領警衛部隊從淮水北岸挺進，命令宋太祖皇帝率領步兵、騎兵從淮水南岸挺進，眾將率領水軍從淮水中流挺進，共同追擊南唐軍隊。當時淮水之濱長久沒有行人，蘆葦茂密如織，到處沼澤溝坑，士兵憑借勝利的氣勢跋涉泥濘爭相前進，都忘卻了勞累。初八，追上南唐軍隊，邊打邊進，金鼓的聲音傳到周圍數十里。初九，到達楚州（今江蘇淮安）西北，大敗南唐軍。南唐軍隊有沿淮水向東而下的，世宗親自追趕，趙匡胤擔任前鋒，出行60里，擒獲南唐保義節度使、濠、泗、楚、海都應援使陳承昭而返歸。所繳獲的戰船除去燒毀沉沒之外共得300多艘，士兵斬殺淹死之外共俘7000多人，南唐人在淮水上的戰艦，全在這場戰斗中殲滅了。
保大十六年、顯德五年（958年）正月，南唐改年號為中興。
後周世宗打算率領戰艦從淮水進入長江，但受到北神堰（位于今淮安市淮城鎮新城村）阻擋，沒法渡過，就打算開鑿楚州西北的鸛水來通淮水、長江的河道。派遣使者巡視，回來說地形條件不便利，預計費工很多。世宗親自前往視察，口授工程規劃，征發楚州民夫疏通河道，十天便完成，化費工日很少，數百艘巨大戰艦都直接到達長江。南唐人大為驚訝，認為神奇。二月初六，後周世宗從楚州出發，十五日，到達揚州。
三月初六，南唐實行大赦，改年號為交泰。南唐皇太弟李景遂前後共10次上表請求辭去繼承人地位，並且說︰「如今國家危難不能匡扶，請求出宮就任一方藩鎮。燕王李弘冀是嫡長子又有軍功，應該當繼承人，謹奏奉上皇太弟的寶冊。」李璟于是封李景遂為晉王，加官天策上將軍、江南西道兵馬元帥、洪州大都督、太尉、尚書令。立李弘冀為皇太子，參預決定各種政務。
李璟聞知周世宗在長江岸畔，恐怕就要渡江南下，又恥于貶降帝號改稱藩臣，于是派遣兵部侍郎陳覺奉持表章，請求傳位給太子李弘冀，讓他听從後周的命令。當時淮南只有廬州（今合肥）、舒州（今安徽潛山）、蘄州（湖北蘄州）、黃州（湖北黃岡）沒有攻下。
十五日，陳覺到達迎鑾鎮（今江蘇儀征），看到後周軍隊的強盛，向世宗稟報，請求派人渡過長江拿取表章，進獻4州土地，劃江為界，來要求休戰，言辭旨意非常悲哀。世宗說︰「朕興師出兵本只為取得江北之地，你的君主能夠率國歸附，朕還要求什麼呢！」陳覺叩拜道謝而退下。十六日，陳覺請求派遣他的屬官閣門承旨劉承遇前往金陵，世宗賜給南唐主書信，說︰「皇帝恭問江南國主」，安慰接納他。
李璟再派劉承遇奉送表章求和。自稱南唐國主，請求獻出長江北面廬、舒、蘄、黃等4州，每年獻送貢品10萬。于是長江以北全部平定，後周得到14個州、60個縣。並付犒軍銀10萬兩、絹10萬匹、錢10萬貫、茶50萬斤、米麥20萬石。規定今後歲輸貢物10萬。後周長達兩年5個月的南征，迫使南唐與後周「劃江而治」（不知當年，國共談判時所提到的「劃江而治」，是否就源出于此）。
十九日，世宗賜給李璟書信，告以︰「沿長江各支軍隊和在兩浙、湖南、荊南的軍隊都當撤回，其中廬州、蘄州、黃州三路軍隊，也下令把軍隊收回到近郊以外。等到3州城中將吏士兵及其家屬上路南歸以後，可以派人召喚我軍將校並將城市都邑交付給他們。長江的船只有需要來往的，一並讓他們到北岸來拉走。」二十日，陳覺告辭上路，世宗又賜給李璟書信，告訴他不必把君位傳給兒子。
二十五日，李璟派遣馮延巳貢獻銀、絹、錢、茶、谷總共百萬以犒勞軍隊。
三月初六，南唐實行大赦，又改年號為交泰。五月，李璟為避後周世宗祖先（郭璟）名諱，改名為景。下令取消帝號，只稱國主，所有原來的天子儀仗規制都有所降低貶損，取消交泰年號，改用後周年號歷法，並向太廟報告。