此时宋军北线统帅王全斌在经过休整后，从利州直奔剑门。剑门乃是天险之地，一夫当关，万夫莫敌，易守而难攻，何况蜀军在此布下上万名重兵。要如何攻克剑门呢？这是摆在王全斌面前的一道难题。此时，投降的蜀国士兵提供了一条非常重要的情报：有一条秘密小道可以通往剑门以南。

这个情报太有价值了。王全斌马上派部将史延德率领一支军队，从小道直抄剑门后方。当宋军出其不料地绕道出现在剑门以南时，在前线指挥作战的王昭远大吃一惊。此时太子元喆虽然被任命为元帅，但他尚未到达剑门，因而负责指挥的仍是王昭远。王昭远被迫分兵，自己率部退守汉原坡，把剑门的防务扔给了手下的将军。

剑门虽是天险，但此刻兵力不足，王全斌严令宋军猛攻，终于攻破剑门。紧接着，王全斌与史延德合力进攻汉原坡，王昭远弃甲而逃。宋师经过一番扫荡，完全占据剑州。那位目空一切的蜀国大将王昭远逃跑之后，藏身于民宅，但最终仍然被宋军所俘，成为阶下之囚。剑门之役，后蜀共损失了一万多人马，更要命的是，国都的大门已然洞开。

被任命为元帅的后蜀太子元喆也就是个声色犬马之人，剑门失守，他也负有很大责任。他从蜀都出发后，一路上不忘美女美酒，日夜嬉戏，全然不理会军务。在他看来，能享受赶紧享受，好日子说不定马上结束呢。当他行至绵州时，便传来剑门失守的消息，马上掉转马头，逃回成都。一路逃，还一路放火，把老百姓的房舍、粮仓统统烧毁，想用这种三光政策来阻滞宋军推进。

政府军对自己的老百姓搞三光政策，岂能不激起民愤呢？太子狼狈逃回成都后，向皇帝孟昶报告，孟昶半晌说不出话来，只是嗫嗫地道：“计将安出？”

此时有一名老将站出来道：“宋军远道而来，肯定无法长久作战，请陛下迅速集合各地部队，坚守都城，等到宋师疲弊，自然会退兵。”六神无主的孟昶叹气说：“父亲与我据蜀四十年，老百姓丰衣足食，养了一大批士人，如今遭遇敌人，却没有人挺身而出，为我讨伐东来之敌。就算我闭关面壁，又有几人愿意为我效死呢？”

皇帝都心灰意冷了，何谈别人？

大宋北路军攻克剑门后，所向无敌。与此同时，东路军也捷报频传。夺取夔州后，刘光义、曹彬继续溯江挺进。所过之处，蜀军全无斗志，万州、施州、开州、忠州、遂州等刺史纷纷打开城门，举白旗投降。当时宋朝军队还袭承五代风气，每过一地，动不动就会发生屠戮事件。但是这种屠杀事件在东路军中却没有发生，这归功于曹彬，他不惜得罪诸将，力禁官兵屠杀无辜。

后蜀司空李昊早就预言，大宋将一统中国，如今敌人兵临城下，硬拼肯定死路一条。一年前，他就劝孟昶向大宋进贡称藩，只是受到王昭远的阻挠未果。如今王昭远已成宋军的俘虏，朝中主战派也没有人敢挺身而出了。李昊便又劝孟昶，把国库封存起来，向大宋投降。如今两路宋军节节逼近，孟昶也别无选择了，遂写了降表，差人递交给了宋军统帅王全斌。

从宋军发兵到后蜀投降，总计只用了六十六天，大约两个月的时间，伐蜀之役可谓是势如破竹。至此，后蜀灭亡，全国共计四十六个州、二百四十座县城以及五十三万户人口，全部归于大宋。赵匡胤一统全国之路，又迈出重要一步。

然而，在孟昶投降后不久，蜀地爆发了大规模的叛乱。

叛乱发生的原因，与宋军高级将领的恶行有直接的关系。

作为伐蜀总司令，王全斌仅仅用了两个月便平定蜀国，可谓是一时之良将。然而，入成都后，王全斌及其他一些将领，“日夜宴饮，不恤军务，纵部下掳掠子女货财，蜀人苦之”。正直的东路军副将曹彬屡屡建议班师回朝，但王全斌置之不理。

对于后蜀留下的庞大军队如何处置呢？宋太祖下诏，令蜀兵开赴京师，一方面是增加禁军的力量；另一方面也预防发生蜀兵叛乱。这批蜀兵要从成都开到开封，当然得发给军饷兵粮，宋太祖为了笼络蜀人，下令多发钱粮。可是这一诏令的执行结果令人失望，王全斌等将领擅自克扣军饷，还纵容自己的部队阻挠、骚扰蜀兵。这些做法令蜀兵大为不满，当不满累积到一定程度时便爆发了。蜀兵行至绵州时，军队哗变，士兵们推举蜀国旧将全师雄为统帅，占据县城，扯起复国的旗帜，号为“兴国军”。

由于王全斌所部军队军纪极坏，蜀地军民怨恨已久，兴国军兴起后，人数迅速增长到了十万人之多。闹出这么大的事，王全斌心里也很不安，遂派马军都监朱光绪前往招抚叛军。岂料朱光绪非但不是以招抚为手段，反而将叛军首领全师雄的全家灭族，还把他的女儿强行纳为小妾。悲剧传来，全师雄咬牙切齿，悲愤万分，发誓血战到底，绝不投降宋朝。