兩軍交戰之初，李煜把軍權全權交給了神衛統軍都指揮使皇甫繼勳，皇甫繼勳是南唐名將皇甫暉之子，也算是熟悉陣戰了。可他自以為南唐水軍強勢，又有長江天險，且十月江水寒涼，水流急迫，根本不可能搭建浮橋，於是放鬆警戒，沒有及時做出應對。等到李煜知道宋軍大部隊已經渡江，逼近城下的時候，只能怒斬皇甫繼勳。
此時情況已經到了最危險的時候，面對宋軍的全力進攻，李煜緊急下令調來附近守軍十萬餘眾，在金陵城下佈陣，企圖依托秦淮河背城一戰，挽回危局。本以為宋軍只有前鋒一萬餘人渡江，勢必不能發動總攻，於是南唐的軍隊集結速度也比較慢。可沒想到宋軍將領潘美見南唐軍佈陣未完備，而自己一方已經多次打了勝仗，於是下令不等渡河船隻到達，率部強涉秦淮河，大軍隨進，斬俘南唐軍萬餘人。宋軍乘勝進逼城下，對金陵形成包圍。
此時的李煜，還是沒有投降，他再次下令緊急徵調急調神衛軍都虞侯朱令贇率湖口10萬軍東下赴援。可朱令贇因受東路軍王明軍牽制，不敢貿然輕進，遲遲不能入援金陵。直到十月下旬，朱令贇才進至皖口(今安徽安慶西南)，但又遭到宋軍的阻擊。朱令贇以火攻宋軍，宋軍稍退，後因風向改變，火焰反燒南唐軍，南唐軍大亂，不戰自潰。宋軍乘勝追殺，殲滅了南唐援軍。
觀史至此，不禁悲歎，此天亡南唐矣。從此一役，南唐徹底戰敗，雖然在各地還有一些零散部隊，但主力已經全部被消滅，金陵也無險可守。但是，此時的李煜還是不準備投降！各地戰敗的消息一件又一件傳來，李煜還是在咬牙堅持，整個戰爭從二月一直到到十一月。而金陵保衛戰也持續了整整一個多月，打到後來，到處都是死傷的士兵，連金陵百姓的砍柴取暖問題都無法解決。面對哭聲震天的民眾，李煜內心悲痛！公元974年十一月二十七日，宋軍在圍困多日之後，發動了總攻。此時的金陵，外無援軍，內無後繼，死傷慘重。當趙匡胤宣佈，李煜投降之後會善待南唐軍民，李煜選擇了歸降。
李煜此人，喜歡詩詞，擅長詩詞，其實並未以詩詞誤國，當然李煜確實經常和妃嬪，和一些親信大臣吟詩作賦，喝酒享樂。可對這件事，也可以換個角度看。一方面，面對強大的壓力，李煜希望以此來舒緩自身的壓力，另外一方面，也希望以此來麻痺北宋。當然，也不能排除趙宋對李煜的篡改歷史，抹黑李煜。縱觀李煜一生，面對各路諸侯皆滅與宋的天下大勢，面對南唐國力日漸窘迫的國情，李煜不是毫無作為，而是勤於政事，苦苦支撐，甚至誓死抵抗，和民眾印象中那個沉迷酒色詩詞，無能到只會流淚，只會悲歎的李後主是完全不同的。