在北路，孟昶已经完败，现在只能寄希望于东路。
◆ 东路入川
东路军的主帅刘廷让是赵匡胤的义社十兄弟之一，此次，他担任的就是辅攻和牵制，主要配合王全斌的北路军作战。他要走的是三峡水道，“巫山剑阁高入云，瞿塘滟滪奔如雷”，涛高浪急，险象环生，绝壁奇峰、峥嵘无地。
大宋东路军的行军路线：是从归州出发，沿长江逆流而上，经夔州（今重庆奉节）、开州（今重庆开州区）、万州（今重庆万州区）、忠州（今重庆忠县），在忠州西面北上，经遂州（四川遂宁），到达成都。
刘廷让与曹彬率步骑两万，自归州沿长江西上，水陆并进。归州就是现在的湖北省宜昌秭归县，这里也是屈原和王昭君的故乡。
宋军进入三峡，接连攻破松木、三会、巫山等寨，杀死后蜀的将领南光海等人，歼敌五千余人，活捉战棹都指挥使袁德弘等人，夺取战舰二百余艘，俘获水军六千多人。
瞿塘峡，窄如走廊，两岸高山夹江对峙，所以又叫夔门，这里是宋军由三峡进入蜀地的大门。宋军在距夔州三十里处舍舟登陆，先夺城东过江浮桥，然后乘舟而上，很快打到了夔州。
驻守夔州的是宁江节度使高彦俦，他告诉副使赵崇济、监军武守谦道：“大宋军队远道而来，利在速战，不如坚壁以待之。”要求大家拖着坚守不战。
但是这个监军武守谦不服气，私下带了一千多士兵杀了出来。结果，两军一对阵，蜀军就败了，转身都往城里跑，宋军在后面紧追，城门还没来不及关上，宋军就冲了进来。
守将高彦俦奋力作战，身受十几处伤，判官罗济劝他逃回成都，高彦俦不愿意，道：“之前我已经丢掉了天水，今天又守不住夔州，纵然蜀主不忍杀我，我又有何面目见蜀国父老呢！”
罗济道：“如果不回成都，那只有降了。”
高彦俦道：“降也不能降，我一家人都在成都，如果我降了，一家百十口就全完了。今天我只有一条路可走，我愿意以身报国！”说完，将节度使大印交给判官罗济，穿戴整齐，望西北再拜，登楼纵火自焚而死。
李太后当年特别看重高彦俦，说永远不会背叛蜀国的只有他。不幸被她言中了，整个卫蜀战争，牺牲的将领只有高彦俦一人，其他的全都投降了。
刘廷让非常钦佩高彦俦的忠义，占领夔州后，他派人找到了高彦俦的遗体，举行了隆重的安葬仪式。
东路宋军势如破竹。“蜀兵所在奔溃，将帅多被擒获。”万州（今重庆万县）、施州（今湖北恩施）、开州（今重庆开县）、忠州（今忠县）四州刺史皆降，峡中郡县都被宋军一一攻下。
刘廷让入城后，按照宋太祖的训示，将官府仓库中的钱币、丝织品全部赏给军队将士。宋军诸将都想通过大肆杀戮，来发泄自己欲望，都监曹彬严令军队，禁止烧杀抢掠，东路军所到之处，始终秋毫无犯，蜀地军民都感悦听命。
赵匡胤听说此事后，高兴地说：“我的任命适得其人了!”，特地下诏褒奖曹彬。
宋人魏泰《东轩笔录》说，“太祖圣性至仁，虽用兵，亦戒杀戮”。
乾德三年（965）正月，刘廷让率军到达遂州（今四川遂宁），遂州知州献城投降。
此时，王全斌的北路大军已兵临成都城下。
孟昶无计可施了，“益惶骇，问计于左右。”
有老将出主意道：“如今之计，只有出重金，收买勇士，对抗大宋军队。”
孟昶伤心道：“我父子以丰衣足食养士四十年，一旦遇敌，竟不能为吾东向放一箭！”养了四十年兵，这么不禁打，都败了，现在还要招募新兵，谁还能打？
让孟昶没想到的是，自己败就败在“丰衣足食养士四十年”上面，后蜀兵将过惯了“刀枪入库，马放南山”的太平日子，军队渐渐丧失了战斗力，早已忘了如何打仗。
面对如狼似虎的宋军，蜀军几乎无法组织起有效的抵抗，一座座看似牢不可破的天堑险关，在宋军这里，就好像纸糊泥塑的一般，被宋军轻而易举地给攻破了。宋军斩关夺寨，摧枯拉朽，势如破竹。蜀军一败再败，败无可败。
主降派李昊劝说孟昶封好官府仓库，主动投降，孟昶无计可施，只得听从了他的建议。
“降吧！”为避免蜀中百姓再遭兵燹之灾，孟昶命宰相李昊草拟降表。李昊曾在前蜀做过宰相，前蜀投降时是他写的降表；在后蜀也是宰相，现在还是他写降表。
老百姓听说又是李昊写的降表，都乐了，当晚偷偷地给他家送了个匾：“世修降表李家”，挂到他家门口。
◆ 孟昶投降
《孟子》云：“君子之泽，五世而斩。”后蜀富而不智，两代亡国。
乾德三年（965）正月十三日，王全斌在剑门关代表大宋皇帝接受了后蜀降表。
孟昶家中男女妇孺两百多口，他在降表中向大宋提了三点要求：
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