但战争还在继续。
保大十五年春二月（957年），周世宗再次亲征。此刻援军齐王李景达正带领大军浩浩荡荡赶往寿州，随后在城附近的紫金山一带安寨驻扎。而当时正是城里面的想出来，城外面的想进去，可惜后周一直防守着，援军想着挖地道给城里送粮，队伍都被周兵冲散了。
毕竟援军到了，刘仁赡就想让边镐守城，自己出城决战，因为之前就把李重进打退过一次。但李景达终究不懂军事太过胆小，真正用事的也是陈觉，所以没有同意。而援军内部也是有矛盾的，陈觉与大将朱元不合。朱元之前收复过一些失地，仗着有些功劳，就骄傲了。陈觉趁机说他坏话，说他不可用。李景达信以为真，把武昌节度使杨守忠调过来，去换了朱元。陈觉也在此时假借李景达名义叫朱元来开会，其实就是想夺他兵权。朱元愤怒了，大不了自己一死了之！但门客立即劝道：“大丈夫有什么不能做的呢，何必像个妇人一样去寻死？”于是怂恿着朱元举全寨上万人投降后周。
一着不慎，满盘皆输。正所谓兵败如山倒，当即各路大溃退，后周从背后一直追着打，甚至周世宗都亲自帅军沿着淮河边追，南唐战死，淹死以及投降的四万多。边镐、杨守忠、许文稹等将领几乎全被活捉。李景达倒灰溜溜地逃回了金陵，自觉地把兵符帅印上交。李璟反而怕自己弟弟没有功劳心里羞愧，竟然想着以他为天策上将军，浙江节度使。李景达也知道面子是什么啊，赶紧推辞，只选择去出镇抚州。
朱元一投降，家室可就惨了。李璟直接下令，杀！不巧的是朱元老婆是查文徽女儿，查文徽一个劲地上书求别杀了自己女儿，最终还是没用。
最震惊地莫过于城内的刘仁赡了，几万援军说没就没？当即大病一场，用一夜憔悴来形容丝毫不为过。等了那么久的援军，等得就是一个希望啊，现在希望说没就没，换谁都会崩溃。
但谁都没想到，首先崩溃的竟然是刘仁赡小儿子刘崇谏。也确实是太难守了，没点毅力与精神支撑是不行的，所以刘崇谏选择向利益低头。某天晚上自己就偷偷划着小船渡过淮河，不巧的是被自己人给抓了。让我看看是哪个叛徒又想着逃跑，抓住一看，哎呀，不是刘大帅的儿子吗，这……刘仁赡也立刻知道情况了，让他更加憔悴。所谓法不容情，更何况我还在这守着，你就别想着干这些事。所以一个结局，腰斩。负责人监军周廷構也慌了，这可是将军您儿子啊，惩罚他一下就行，也不用真的杀了吧。刘仁赡铁面无私，不肯改口。周廷構又向刘仁赡妻子薛氏请教，天下总不会有哪个母亲不护着自己孩子的吧？没想到薛氏竟然也说，或许他真的年幼无知，但宽恕了他，是让我们刘家不忠啊。于是在父母的眼泪与不忍中，刘崇谏被处刑。
此举一出，个个意志更加坚定。世宗也知道寿州迟早会被攻下的，念着他是忠心为国，不忍杀他，就派人传话，让他知晓祸福。又过了将近一个月，寿州还僵在那里。而周世宗却兵强马壮，其实人家想要破城也不是太难，但就是有你刘仁赡在，不忍心杀了你这个忠臣。最终，又有人坚持不住了，就是前面的监军周廷構，当即伙同另一个人，为刘仁赡代写了降表，投给后周。而此时的刘仁赡也是病的更重了，所以对这些小九九都不知道。
最终，三月戊申，意识不清的刘仁赡被部下抬着出城投降了，周世宗亲自受降，当即嘉奖其一片忠心，拜天平军节度使，兼中书令，命回城养病。但此时的刘仁赡已经是病入膏肓，没过几天，就逝世了。死的那天城中百姓都大哭，据说有几个士兵都为之自刎。世宗也派人来吊丧，追封彭城郡王。南唐那边李璟也知道情况，也是大哭一场，能为国为民的就是刘仁赡了，毕竟人家已经做到最好了。之后也是给其追封褒奖。
一文一武，先后为国殒命，属实让人感慨。陆游也是直接评论：“南唐之衰，刘仁赡死于封疆，孙忌死于奉使，皆天下伟丈夫事，虽敌仇不敢议也。”