周世宗回朝后，準備再次征討江南。但考慮到水軍不如南唐強大，便命人在城西汴水中建造了幾百艘軍艦，派南唐降將督練水師。同時招兵買馬，日夜操練，準備水陸并進，直逼江南。

就在此時，南唐派遣員外郎朱元出兵江北，攻奪舒州（今安徽安慶市）、和州（今安徽巢湖市和縣）、蘄州（今湖北蘄春縣），兵鋒直指揚州、滁州。揚州、滁州守城的周將聞風而逃。周世宗聽說后非常生氣，但無奈水軍還沒有操練成熟，不得已臥薪嘗膽，靜待時機。

另一方面，周世宗命令周將李重進加緊拿下壽州，同時讓他警惕唐軍援軍偷襲。截至下令的時候，壽州城已經被周將圍困了半年之久。南唐節度使劉仁贍堅守壽州城，兵來將擋，水來土掩，防御做得無懈可擊。李重進接到周主詔命后，格外小心，把步兵分為兩隊，一隊屯駐城下，專心攻城；一隊扼守要道，防止敵軍援兵前來偷襲。而他自己則在其中調度指揮，絲毫不敢怠慢。不久，唐將朱元、邊鎬、許文等率軍數萬前來支援壽州。各軍在紫金山安營扎寨，和城中烽火遙相呼應；同時唐軍還在南邊修筑甬道，連綿數十里，運輸糧草，以解壽州城的燃眉之急。李重進趁著夜色偷襲甬道，殺敗唐將，奪走了數十車糧草，小勝回營。雖然只是小勝，但是對唐軍的士氣打擊很大。朱元吃了敗仗，不敢逼近，只是守在紫金山，遙作聲援。

周世宗聽說唐軍支援壽州，害怕李重進獨木難支，于是任命王環為水軍統領，親自督軍戰船，從閔河進入淮河。浩浩蕩蕩的水軍戰船一字排開，旌旗蔽空，百舸爭流。這個消息傳到唐軍大營，朱元等人驚恐萬分，飛速向金陵（今南京）求援。唐主又派齊王李景達和監軍陳覺率兵五萬，前去支援。

過了幾天，周世宗渡過淮河抵達壽州。朱元登山遙望，只見戰船密密麻麻，順流而來，縱橫排列，秩序井然，不禁吃驚地說：“都說南方人擅長駕船，北方人擅長騎馬。誰知道北方人今天也能乘船行駛，反而比我們南方人還要敏捷，真是出人意料。”

朱元突然看到領頭的那艘大艦，緩緩靠岸，岸上周將紛紛叩拜。他仔細一看，船上坐著一位身披龍袍的大元帥，估摸著他就是周世宗了。在他旁邊還站著一位威風凜凜、相貌堂堂的大將，比周世宗還要威武，朱元禁不住好奇，指著那位大將問部下：“他是誰？”有個部下曾經經歷過滁州大戰，認識趙匡胤，便站出來說道：“這就是那個趙匡胤！”朱元嘆息說道：“我聽說他智勇雙全，多次大敗我唐將，今天遙看他的風采，真是名不虛傳吶！”

周主登陸后，親自披堅執銳，率領士兵攻打壽州城。趙匡胤帶領偏師，攻打紫金山唐軍大營。唐將邊鎬、許文開寨迎戰，兩軍對陣，陷入廝殺。沒打幾個回合，趙匡胤忽然下令撤退，假裝敗退。邊鎬、許文不知道是計，率軍追擊。趙匡胤邊戰邊退，撤到壽州城南，突然調頭反殺，用長槍大戟刺入唐軍陣營。唐軍前隊紛紛落馬，這時邊鎬、許文才知道中計，正準備整隊奮戰，忽然從左、右兩邊各沖出一支隊伍，原來是周將李懷忠和張瓊的人馬。

兩支周軍搗入唐軍陣內，好像老虎進了羊群，無人能擋。邊鎬、許文只好慌忙沿原路撤退。不料后面的步兵被斬斷數截，首尾不能相顧，到最后只剩下數十騎隨著邊鎬、許文逃回了紫金山。趙匡胤率軍大喊道：“降者免死！”于是，進退兩難的唐兵都下馬棄甲，跪在路旁投了降。

趙匡胤收編了降軍，在紫金山山下安營扎寨。邊鎬、許文兵馬全部覆沒，他們期望朱元能出兵接應，令人沒想到的是，朱元的寨前竟然豎起了白旗，獻降了周軍。兩手空空的邊鎬和許文看到唐軍大勢已去，只好丟盔卸甲，偷偷翻過紫金山，抱頭竄走了。

唐齊王李景達和監軍陳覺正準備率水師進入淮河，恰好碰到了周軍水師統領王環，雙方也不廢話，大戰瞬間爆發。正在酣戰的時候，周世宗親自率領數百人在河岸督戰。周水師看到周主親自前來，越戰越勇。由于紫金山已經被蕩平，不久，趙匡胤也分兵趕到。李景達和陳覺還不知道邊鎬和許文大敗的噩耗，獨自勉強支撐，可是眼見周軍的兵馬越來越多，不禁奇怪。李景達命人登高遙望，不看還好，一看發現周軍大旗插遍了整個紫金山。李景達驚訝地對陳覺說：“難道紫金山各個軍寨已經被周兵奪去了？”陳覺回答：“要不是這樣，為什么山上都是周字的旗號？看來我們只好回撤了，不然也要全軍覆沒啊！”

李景達也是鼠膽，經過這么一嚇，于是下令撤軍。軍士接到命令后，自然喪失斗志。戰艦一調頭，周軍乘勢追殺，被奪走的軍艦器械不計其數，唐兵要么投降，要么淹死，總共折去了兩萬多人。李景達再次狼狽逃回了金陵。

壽州城內的劉仁贍被周兵圍困長達半年之久，已經是鼓衰力竭，械盡糧空。這次又聽說援軍慘敗，急火攻心，竟然臥床不起。周世宗大軍壓境，向城內射入詔書，勸守將投降。唐監軍周延構跟左騎都指揮使張全約商量：“主帥病重，不能理事，況且現在兵疲糧絕，怎么可能守得住這座城池呢？與其被敵軍攻入，慘遭屠戮，不如趁機開門投降，生靈還可以免遭涂炭，兄臺覺得怎么樣？”張全約覺得很有道理，于是代替劉仁贍擬寫降表，出城獻降。此時的劉仁贍已經不省人事，周主敬佩他的忠心和毅力，特令他的家屬好生照顧，并封他為天平節度使，兼中書令。然而，沒過多久，劉仁贍病情加重，不幸去世，周主追封賜爵為彭城郡王，把清淮軍改為忠正軍。

壽州已被攻下，周世宗班師回京。趙匡胤也隨駕還京，由于趙匡胤又立大功，周世宗加封他為義成軍節度使，晉封檢校太保。沒過多久，周世宗又出兵攻打濠州（今安徽鳳陽縣）、泗州（今江蘇泗縣），趙匡胤毛遂自薦愿當先鋒，行軍到十八里灘，只見岸上唐軍大營綿延十幾里。周主知道兵貴神速，想打唐軍個時間差，于是命趙匡胤火速渡河，給唐軍來個出其不意。唐軍沒料到周軍竟然來得這么快，一時間來不及防備，紛紛潰散。唐營外停泊著戰艦，艦內早就空無一人，趙匡胤乘勢登上戰艦，直抵泗州城下。

泗州守將范再遇早就被“趙匡胤”這三個字嚇破了膽，還沒開打就獻城投降了。趙匡胤還是老樣子，進城之后禁止士兵擄掠，對百姓秋毫無犯，百姓也知道感恩，簞食壺漿，夾道歡迎周軍進城。周主聽說趙匡胤已經奪下泗州，便移師濠州。濠州陪練使郭廷謂知道和周軍抗衡只能是以卵擊石，于是命令參軍李延鄒擬寫降表，棄城投降。李延鄒不答應，被郭廷謂殺死。郭廷謂自作降表，開門歸降。

泰州、海州守將聽說泗州、濠州相繼淪陷，紛紛歸附。隨后，周主開始進攻楚州。楚州防御使張彥卿和都監鄭昭業親自上城督軍，誓死守衛楚州。周主傾盡全力，猛攻不下。唐節度使陳承詔又出兵清口，和城中形成掎角之勢，互相呼應，因此楚州的守衛更加牢固。周主對此煩惱不已，只好調派趙匡胤前來助戰。

趙匡胤接到命令后，立即調集水師，順著淮河北上。到達清口時已經是黃昏時分，諸將建議尋找港口停泊，然而趙匡胤說：“聽說清口有南唐的守軍，他們肯定沒料到我軍會突然出現，正好乘著夜色偷襲，為什么要停船呢？”說完，下令揚帆加速行駛，大軍直指清口。

那晚正好夜色昏沉，暗淡無光。唐軍大營雖然有巡邏士兵，他們到了半夜見沒有什么動靜，便都回營睡覺去了。趙匡胤率兵悄悄摸上岸，點燃火炬，向昏睡的唐軍殺去。唐軍正睡得香，忽然被營外的喊殺聲驚醒，見帳外已經火光四起，殺聲震天，急忙起床，來不及披甲拿槍，周兵就已經闖入。唐軍赤手空拳怎么殺敵？周兵殺進寨門，一頓亂砍，數千手無寸鐵的唐兵慘死刀下，尸積如山。趙匡胤踹進將軍大營，不見陳承詔，猜他已經逃走，于是帶著百十號人繞過大帳，向前追趕，大概追了五六里路，忽然看到前方有個黑影一閃而過，當即快馬加鞭，追上查看。果然，這黑影正是陳承詔。倒霉的陳承詔好不容易逃出生天，偏偏這個趙匡胤喜歡痛打落水狗，無奈只好束手就擒。

趙匡胤帶著戰俘趕到楚州，周主大喜。兩軍合兵一處，輪番攻打勢單力薄的楚州城。守將張彥卿和鄭昭業拼死抵抗，怎奈勢孤援絕，城門終于被攻破。張彥卿和鄭昭業寧死不屈，帶領部下進行巷戰，最后只剩下幾十人。但是他們還是拒絕投降，張彥卿在混戰中被亂軍殺死，鄭昭業見大勢已去，也拔劍自刎了。周主不禁感嘆，如果南唐眾將都像這二人忠勇，南唐何愁被滅！周主隨后命令厚葬張、鄭兩人，并貼出安民告示，休整數天，準備再次南下。

唐主接到戰敗的消息，急得如坐針氈，寢食難安。江南的門戶已經洞開，唐主自知無力抵抗，于是派陳覺前去求和，表示愿意傳位給太子弘翼，歸附周廷，并獻上廬州、舒州、蘄州、黃州，以江為界，懇請周主罷兵。周主說道：“朕興兵只想奪取江北，如今你全國歸附，我還有什么好說的？”于是修書一封，息兵掩鼓。唐主自己除去帝號，奉周為天朝，江北從此平定。

周主凱旋歸朝，大小百官論功行賞。趙匡胤此番南征，又屢立大功，自然要特別獎賞。不久，唐主派遣使者來到周朝，偷偷地給趙匡胤一封信，并贈送他白金三千兩。趙匡胤笑著說：“這明擺著是反間計，我難道不知道？”于是他將書信、白金悉數奉上，周主稱贊他忠誠，晉封他為忠武軍節度使。這時，趙匡胤的父親趙弘殷舊病復發，醫治無效，竟然駕鶴西去了。周主又厚賜趙弘殷，追封為太尉，兼武清節度使官銜，冊封趙匡胤的母親杜氏為南陽郡太夫人。

周世宗顯德六年，周主認為北方還沒有收復，是自己的一塊心病。北漢曾經勾結遼國入侵邊疆，一直是個禍患。于是周主下詔書，準備親自征討遼國。當即召見趙匡胤，任命他為水路都部署，另外任命親軍都虞侯韓通為陸路都部署，兩軍先行出發，水陸并進，周主自己作為后應。

趙匡胤率領幾百艘戰艦出發，順風順水。大軍行駛到瀛洲、莫州，遼國兵民毫無防備，突然見到周兵到來心驚膽戰，全部落荒而逃。遼國寧州刺史王洪收到周兵入境的消息，正準備搬救兵守城，誰知道周兵已經兵臨城下。王洪據守空城，自知不能抵擋，便開城投降了。趙匡胤收降王洪，讓他做向導，進兵益津關。

益津關守將終廷輝登上關隘向南望去，只見周朝軍艦一字排開，旌旗飄搖，戒備森嚴，不由得大驚失色。他正發呆吃驚的時候，忽然聽到關下有人大喊：“快快開關！”當下俯身一看，原來是寧州刺史王洪，于是問道：“刺史大人來這里有何貴干？”王洪答道：“我這次前來，是為了關內數萬條性命，特地過來和你協商。”終廷輝于是將王洪請進關內，相見后，王洪說道：“周兵勢大，不好對付，還是降了吧！”終延輝躊躇了一會兒，又想不出什么好辦法，只好依了王洪的話，開關出降。趙匡胤好言撫慰終廷輝，并向他詢問這里的路徑。終廷輝答道：“從這里到瓦橋關只有數十里，但是水路狹窄，不方便行船。大帥要是想繼續前行，必須舍棄軍艦登上岸去。”

趙匡胤決定依從終廷輝的話，派遣裨將和王洪一起返回駐守寧州，并且留下幾百士兵和終廷輝一起把守益津關。考慮到陸路都部署韓通還沒到，不應該久留在這里，趙匡胤索性命令軍士全部登岸，向西邊的瓦橋關進發。

不到一天的工夫，趙匡胤就率軍到了瓦橋關下。關上守將姚內斌率領數千戰騎前來截擊，想乘著周兵立足未穩，殺個措手不及。不料，趙匡胤早就看穿了他的心思，在岸邊設了陷阱，就等他前來送死了。姚內斌被趙匡胤暗算，倉皇逃回了關內。趙匡胤乘勝追擊，攻打了一天一夜，仍然未能攻下瓦橋關。

第二天，韓通率軍趕到，兩路大軍黑壓壓的一片，聲勢浩大，守將姚內斌哪里再敢抵抗，乖乖地獻關投了降。

不久，周主趕到，趙匡胤請周主入關。周兵一路高歌猛進，連拔遼國幾個關隘，周主非常高興，傳令三軍將士痛飲三天，并設下酒席大宴群臣，商討奪取幽州的事情。席間將士們表示出了擔憂：“陛下離開京城雖然只有四十多天，但卻一鼓作氣拿下了燕南各州。遼主痛失燕南，一定會大肆集結兵力死守幽州，還望陛下三思而后行。”周主雖然沒有說話，但臉上已經露出了不悅的神色。

散席后，周主召先鋒都指揮使李重進進帳，對他說道：“朕的志向是統一中原，削平南北，如今已經到了這里，況且已經攻奪了燕南各州，難道現在要罷手不成？你率領一萬人馬，明天出發，朕率領后軍殿后，這次不搗入遼國都城絕不回去！”李重進見周主態度如此堅決，只好答應退了下去。周主又命令孫行友帶領五千騎兵，馬上攻打易州，孫行友也領命而去。

第二天，李重進率兵先行，到了固安。守衛固安的將士全都逃走了，城門大開任周兵涌入。轉眼周主也趕到了，李重進便奉駕前進。走到固安縣北邊的時候，只見一條長河擋在面前，這條河水流潺潺，深不可測。李重進詢問當地人后，得知這條河名叫安陽河，河上的渡筏都被遼軍藏起來了。茫茫的河水阻擋了大軍前進的道路。

周主命令各軍采伐樹木，搭建橋梁，不到兩天橋梁便建好了。北方的天氣晚上寒冷，加上河邊濕氣重，周主日夜操勞，竟然染上了風寒。過了一天，周主的病情還是不見好轉，又臥床兩天。就在這時孫行友的捷報傳來，并押來了遼國刺史李在欽。周主帶病審問他：“愿意投降還是愿意砍頭？”李在欽也算是一條好漢，瞋目喊道：“要殺就殺，哪來那么多廢話！”周主便下令將他斬首。審問完后，周主覺得頭暈目眩，急忙退入寢室。又過了兩天，病情還是沒有好轉，諸將想請圣駕還都，又害怕觸動周主怒火，所以不敢請奏。唯獨趙匡胤奮然說道：“主子身體抱恙，長留下去，要是遼國大軍趕到，那該如何是好？我這就奏請陛下，立即班師回京。”說完便徑直走入周主的寢室，請他還駕。