劉仁贍請求讓邊鎬守城，自己率領部眾決戰，齊王李景達不準許，劉仁贍憤恨憂鬱，得了重病。他的小兒子劉崇諫夜裡乘船渡到淮北，被小校擒獲，劉仁贍命令將他腰斬，左右沒有人敢求情，監軍使周廷構在中門哭泣著相救，劉仁贍不準許。周廷構又派人向劉仁贍的夫人求救，夫人說：“我對崇諫並非不愛，但軍法不可徇私，名節不可虧損，如果寬恕他，那麼劉氏就成了不忠之家，我與你有何麵目見將士！”催促下令斬首，然後舉行喪禮。將士們都感動流淚。
議論的人認為南唐援兵還很強大，大多請求罷兵，世宗猶豫不決。李穀在家臥病不起。二月丙寅日（初三），世宗派範質、王溥到李穀家商議，李穀上疏，認為：“壽春已經危困，攻破就在旦夕之間，如果陛下親征，那麼將士們會爭相奮勇出擊，援兵會感到震恐，城中守軍知道將要滅亡，必定可以攻克！”世宗很高興。
庚午日（十二日），世宗詔令有關官員重新製造祭器、祭玉等，命國子博士聶崇義討論相關製度，繪成圖樣。
甲戌日（十六日），世宗任命王樸暫代東京留守兼判開封府事，任命三司使張美為大內都巡檢，任命侍衛都虞候韓通為京城內外都巡檢。乙亥日（十七日），世宗從大梁出發。
此前後周與南唐交戰，南唐水軍精銳敏捷，後周軍隊無法匹敵，世宗常以此為憾。從壽春返回後，世宗在大梁城西汴水岸邊建造了數百艘戰艦，命南唐降卒教北方人水戰，數月之後，後周水軍縱橫出沒，幾乎勝過南唐軍隊。到這時，世宗命右驍衛大將軍王環率領數千水軍從閔河沿潁水進入淮水，南唐人見了大驚失色。
乙酉日（二十七日），世宗到達下蔡。三月己醜朔（初二）夜，世宗渡過淮水，抵達壽春城下。庚寅日（初三）早晨，世宗親自披甲戴胄，駐軍在紫金山南，命宋太祖攻擊南唐先鋒寨及山北的一個營寨，全部攻破，斬獲三千多級，切斷了南唐軍隊的甬道，從此南唐軍隊首尾不能相互救援。到傍晚，世宗分兵把守各個營寨，返回下蔡。
南唐將領朱元自恃有功，常常違抗元帥的調度；陳覺與朱元有嫌隙，屢次上表稱朱元反複無常，不可讓他率兵，南唐主任命武昌節度使楊守忠取代朱元。楊守忠到達濠州後，陳覺以齊王李景達的名義，召朱元到濠州議事，準備奪取他的兵權。朱元聽說後，十分憤怒，想自殺，門下客宋垍勸朱元說：“大丈夫哪裡不能求得富貴，何必為妻子兒女而死！”辛卯日（初四）夜，朱元與先鋒壕寨使朱仁裕等人率領全寨一萬多人投降後周，副將時厚卿不服從，朱元殺了他。
世宗擔心其餘部眾沿淮水向東潰逃，急忙命虎捷左廂都指揮使趙晁率領數千水軍沿淮水而下。壬辰日（初五）早晨，世宗駐軍趙步，諸將進攻南唐紫金山寨，大破南唐軍隊，殺死俘獲一萬多人，擒獲許文稹、邊鎬、楊守忠。其餘部眾果然沿淮水向東逃跑，世宗從趙步率領數百騎兵沿北岸追擊，諸將率領步騎兵沿南岸追擊，水軍從中流而下，南唐軍隊戰死、溺死及投降的近四萬人，繳獲的船艦、糧草、器械以十萬計。傍晚，世宗疾馳到荊山洪，距離趙步二百多裡。當夜，世宗宿於鎮淮軍，癸巳日（初六），隨從官員才趕到。劉仁贍聽說援兵戰敗，扼腕歎息。
甲午日（初七），世宗征發附近各縣丁夫數千人修築鎮淮軍城，建造兩座城池，夾淮水而立，將下蔡的浮橋移到兩城之間，扼守濠州、壽州的應援之路。恰逢淮水上漲，南唐濠州都監、彭城人郭廷謂率領水軍沿淮水逆流而上，想乘其不備，焚燒浮橋。右龍武統軍趙匡讚偵察得知後，設伏截擊，擊敗了南唐軍隊。
南唐齊王李景達及陳覺都從濠州逃回金陵，隻有靜江指揮使陳德誠率領全軍返回。
戊戌日（十一日），世宗任命淮南節度使向訓為武寧節度使、淮南道行營都監，率兵戍守鎮淮軍。
己亥日（十二日），世宗從鎮淮軍又到下蔡。庚子日（十三日），世宗賜給劉仁贍詔書，讓他自己選擇禍福。
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他將，罪死的倫韓除免令詔宗世，）日六十二（日醜癸。情求泣哭他為次屢坤令韓，訴起人被，患之私公為成，法不汙貪，事政預乾，州陳在住倫韓，後使度節安鎮領兼坤令韓。親父的坤令韓使揮指都軍馬衛侍是，倫韓馬司州許前
