王彦章率领军队渡过汶水，准备攻打郓州，李嗣源派遣李从珂率领骑兵迎战，在递坊镇击败了王彦章的前锋部队，俘获三百名将士，斩杀二百人，王彦章只好退守中都。戊辰日，捷报传到朝城，皇帝大喜，对郭崇韬说：“郓州传来捷报，足以鼓舞我们的士气！”己巳日，皇帝下令让将士们把家属全部送回兴唐府。
冬季十月初一，出现了日食。
皇帝派遣魏国夫人刘氏、皇子李继岌返回兴唐府，和他们诀别说：“这次出征的成败，在此一举。如果不能成功，就把我们全家聚集到魏州的皇宫里，一起自焚而死！”同时命令豆卢革、李绍宏、张宪、王正言共同守卫东京。初二，皇帝率领大军从杨刘镇渡过黄河；初三，抵达郓州，半夜时分，率军渡过汶水，任命李嗣源为前锋。初四清晨，后唐军队遭遇后梁军队，一战就击败了敌军，乘胜追击到中都，包围了城池。中都城没有防御工事，没过多久，后梁军队就冲破包围出逃，后唐军队追击并击溃了他们。王彦章带领几十名骑兵逃跑，龙武大将军李绍奇单人独骑追赶他，听出了他的声音，大喊道：“这是王铁枪！”随即拔出长矛刺向王彦章，王彦章身受重伤，坐骑又绊倒在地，于是被活捉。后唐军队还擒获了都监张汉杰、曹州刺史李知节以及副将赵廷隐、刘嗣彬等二百多人，斩杀了几千名敌军。赵廷隐是开封人，刘嗣彬是刘知俊的同族侄子。
王彦章曾经对人说：“李亚子不过是个喜欢斗鸡的小子，没什么值得畏惧的！”到这个时候，皇帝对王彦章说：“你以前总说我是小子，今天服气了吗？”又问他：“你号称善战的将领，为什么不坚守兖州？中都没有防御壁垒，你靠什么固守？”王彦章回答说：“上天已经抛弃了梁朝，没什么好说的。”皇帝爱惜王彦章的才能，想任用他，赏赐药物为他治疗伤口，多次派人劝降。王彦章说：“我原本只是一个平民，承蒙梁朝的恩德，才官至上将，和皇帝交战了十五年。如今兵败力竭，死是我分内的事，就算皇帝怜悯我让我活下来，我又有什么脸面去见天下人呢！哪有早上还是梁朝的将领，晚上就变成唐朝大臣的道理！这是我绝对不会做的事。”皇帝又派李嗣源亲自去劝降，王彦章躺在床上对李嗣源说：“你不是邈佶烈吗？”王彦章向来轻视李嗣源，所以用他的小名来称呼他。
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这时众将领都来庆贺胜利，皇帝举起酒杯对李嗣源说：“今天的功劳，全靠你和郭崇韬的力量。如果当初听从了李绍宏等人的话，大事就全完了。”皇帝又对众将领说：“我以前最担心的就是王彦章，现在他已经被活捉，这是上天要灭亡梁朝啊。段凝还在黄河边上，我们下一步应该向哪个方向进军？”众将领认为：“虽然传言说大梁没有防备，但不知道是真是假。现在东方各镇的兵力都集中在段凝的麾下，剩下的不过是一座座空城，凭陛下的神威前去攻打，没有攻不下来的。如果先扩张领土，向东一直推进到海边，然后再等待时机行动，就能万无一失。”康延孝坚持请求立刻攻取大梁。李嗣源说：“用兵贵在神速。现在王彦章被活捉，段凝肯定还不知道；就算有人跑去告诉他，他在信与不信之间也需要三天时间来判断。就算他知道了我们的进军方向，立刻派出援军，也会被掘开的黄河所阻挡，必须从白马津向南渡过黄河，几万大军，船只也难以在短时间内准备好。从这里到大梁距离很近，前面没有山川险阻，军队可以排成方阵长驱直入，日夜兼程，两天两夜就能到达。到那时段凝还没来得及离开黄河边，朱友贞就已经被我们活捉了。康延孝的话是对的，请陛下率领大军稳步前进，我愿意率领一千名骑兵作为前锋。”皇帝听从了他的建议。命令下达之后，各路军队都踊跃前进，士气高昂。
当天晚上，李嗣源率领前锋部队加倍赶路，直奔大梁。初五，皇帝从中都出发，让人抬着王彦章随军同行，派宦官去问王彦章：“我这次出征能攻克大梁吗？”王彦章回答说：“段凝手下有六万精锐部队，虽然他不是将帅之才，但也不会马上倒戈投降，恐怕很难攻克。”皇帝知道王彦章最终也不会为自己所用，于是下令把他斩首。
初七，后唐军队抵达曹州，后梁守将献城投降。
王彦章的败兵中有先逃回大梁的人，把“王彦章被活捉，唐军即将长驱直入”的消息禀报给后梁国主。后梁国主召集族人痛哭流涕地说：“梁朝的国运到头了！”于是召集大臣们询问对策，众人都无言以对。后梁国主对敬翔说：“我平时常常忽视你的话，才落到今天这个地步。现在事态危急，你不要怨恨我。我们该怎么办？”敬翔哭着说：“我蒙受先帝的厚恩，已经将近三十年了，名义上是宰相，实际上不过是朱家的老奴，侍奉陛下就像侍奉自家的少爷一样。我前前后后提出的建议，没有一条不是竭尽忠心的。陛下当初任用段凝的时候，我极力反对，无奈小人勾结在一起，才导致了今天的灾祸。现在唐军就要打过来了，段凝被阻挡在黄河以北，没办法赶来救援。我想请求陛下到南方去躲避敌军，陛下肯定不会听从；想请求陛下出奇兵和唐军决战，陛下又肯定下不了决心。就算是张良、陈平复活，又能为陛下想出什么计策呢！我希望陛下先赐我一死，我不忍心看到国家宗庙被毁灭啊！”于是和后梁国主相对痛哭。
后梁国主派遣张汉伦骑着快马去追赶段凝的军队，张汉伦到达滑州后，从马上摔下来摔伤了脚，又被黄河水阻挡，无法继续前进。当时大梁城里还有几千名控鹤军，朱珪请求率领这支军队出城迎战，后梁国主没有答应，命令开封尹王瓒驱赶百姓登上城墙防守。当初，后梁陕州节度使邵王朱友诲是朱全昱的儿子，他聪慧过人，人心大多倾向于他。有人说他引诱禁军图谋叛乱，后梁国主就把他召回京城，和他的哥哥朱友谅、朱友能一起囚禁在府第里。等到唐军快要抵达的时候，后梁国主怀疑各位兄弟会趁机谋反，于是把皇弟贺王朱友雍、建王朱友徽全部杀掉。
后梁国主登上建国楼，当面挑选亲信，重重赏赐他们，让他们换上平民的衣服，带着封在蜡丸里的诏书，催促段凝火速增援。这些人辞别之后，全都逃跑藏匿起来。有人请求后梁国主前往洛阳，收集各路军队抵抗唐军，认为唐军虽然攻占了都城，但势必不能久留；有人请求前往段凝的军营。控鹤都指挥使皇甫麟说：“段凝本来就不是将帅之才，他的官位是靠谄媚得来的，现在到了危急关头，指望他临机应变、转败为胜，太难了。况且段凝听说王彦章兵败之后，早就吓破了胆，谁能保证他会始终为陛下尽忠呢！”赵岩说：“事态已经到了这个地步，一旦走下这座楼，谁的忠心都靠不住！”后梁国主于是放弃了逃跑的念头。他又召集宰相商议对策，郑珏请求自己带着传国玉玺去假装投降，以此缓解国家的危难。后梁国主说：“到了今天，我当然不敢吝惜传国玉玺，但是按照你的计策去做，真的能解决问题吗？”郑珏低下头沉默了很久，说：“只怕不能彻底解决。”身边的大臣们都缩着脖子偷笑。
后梁国主日夜哭泣，不知道该怎么办，把传国玉玺放在卧室里，玉玺却忽然不见了，原来已经被身边的人偷走，拿去迎接唐军了。
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初八，有人报告说唐军已经经过曹州，扬起的尘土遮蔽了天空。赵岩对随从说：“我待温昭图不薄，他肯定不会辜负我。”于是逃奔许州。后梁国主对皇甫麟说：“李家是我世代的仇人，按理说我绝不能投降受辱，不能等着被他们斩杀。我自己下不了手，你可以砍下我的头。”皇甫麟哭着说：“我可以为陛下挥剑战死在唐军手中，但不敢接受这个诏令。”后梁国主说：“你想出卖我吗？”皇甫麟想要自刎，后梁国主拉住他说：“我和你一起死！”于是皇甫麟杀死了后梁国主，随后自刎而死。后梁国主为人温和恭敬、勤俭节约，没有荒淫无道的过失，只是因为宠信赵岩、张汉杰，让他们独揽大权、作威作福，疏远抛弃了敬翔、李振等旧臣，不采纳他们的建议，才导致了国家的灭亡。
初九清晨，李嗣源的军队抵达大梁，攻打封丘门，王瓒打开城门出城投降。李嗣源进入城中，安抚官民。当天，皇帝从梁门进入大梁，文武百官都在马前迎接拜见，俯伏在地请求治罪，皇帝慰劳他们，让他们各自官复原职。李嗣源上前迎接庆贺，皇帝欣喜万分，伸手拉住李嗣源的衣服，用头撞着他的头说：“我能拥有天下，全是你们父子的功劳，我愿意和你共享天下。”皇帝下令寻找后梁国主，不久之后，有人拿着后梁国主的首级前来献上。
李振对敬翔说：“朝廷下诏书赦免我们了，我们一起去拜见新君主吧？”敬翔说：“我们两个人身为梁朝的宰相，君主昏庸我们不能规劝，国家灭亡我们不能挽救，新君主如果问起这件事，我们有什么话可以回答呢！”当天夜里，天还没亮，有人报告敬翔说：“崇政院李太保已经入朝拜见新君主了。”敬翔叹息说：“李振真是枉为大丈夫！朱氏和新君主是世代仇敌，现在国家灭亡、君主身死，就算新君主不杀我们，我们还有什么脸面走进建国门呢！”于是上吊自杀。
初十，梁朝的文武百官再次在朝堂上等待治罪，皇帝颁布敕令赦免了他们。赵岩逃到许州后，温昭图出城迎接他，把他带回自己的府第，然后砍下他的首级献给后唐，把赵岩带来的财物全部没收。温昭图恢复了原名温韬。
十一日，皇帝下诏命令王瓒收敛朱友贞的尸体，停放在佛寺里，给首级涂上漆，装进木匣，藏在太社中。
段凝从滑州渡过黄河前来增援，任命诸军排阵使杜晏球为前锋。军队抵达封丘时，遭遇李从珂的部队，杜晏球率先投降。十二日，段凝率领五万大军到达封丘，也放下武器请求投降。段凝带领众大将先到皇宫等待治罪，皇帝慰劳并赏赐了他们，安抚晓谕士兵，让他们各自回到自己的驻地。段凝在公卿大臣之间出入，扬扬自得，毫无羞愧之色，梁朝的旧臣见到他，都恨不得咬他的脸、挖出他的心。
十六日，皇帝下诏把梁朝的中书侍郎、同平章事郑珏贬为莱州司户，萧顷贬为登州司户，翰林学士刘岳贬为均州司马，任赞贬为房州司马，姚顗贬为复州司马，封翘贬为唐州司马，李怿贬为怀州司马，窦梦征贬为沂州司马，崇政学士刘光素贬为密州司户，陆崇贬为安州司户，御史中丞王权贬为随州司马。这是因为他们世代蒙受唐朝的恩德，却在梁朝身居高位、显贵一时。刘岳是刘崇龟的侄子，姚顗是万年人，封翘是封敖的孙子，李怿也是京兆人，王权是王龟的孙子。
段凝、杜晏球上奏说：“伪梁的权贵人物赵岩、赵鹄、张希逸、张汉伦、张汉杰、张汉融、朱珪等人，窃取权力、作威作福，残害百姓，不能不杀。”皇帝下诏说：“敬翔、李振率先辅佐朱温，一起颠覆了唐朝的国运；契丹人撒刺阿拨背叛兄长、抛弃母亲，辜负恩德、背叛国家，应该和赵岩等人一起在街市上诛灭全族；其余的文武将吏一律不予追究。”皇帝又下诏追废朱温、朱友贞为平民，拆毁他们的宗庙和神主牌位。
皇帝和梁朝在黄河边上交战的时候，梁朝拱宸左厢都指挥使陆思铎擅长射箭，常常在箭杆上刻下自己的名字。他曾射箭攻击皇帝，射中了马鞍，皇帝拔出箭收藏了起来。到这个时候，陆思铎跟着众人一起投降，皇帝拿出那支箭给他看，陆思铎趴在地上等待治罪，皇帝安抚并赦免了他，不久之后任命他为龙武右厢都指挥使。因为豆卢革还在魏州，皇帝命令枢密使郭崇韬暂时代理中书省的事务。
梁朝的各个藩镇逐渐前来入朝拜见，有的上表请求治罪，皇帝都安慰并赦免了他们。宋州节度使袁象先第一个前来入朝，陕州留后霍彦威紧随其后。袁象先运来几十万的珍宝财物，普遍贿赂刘夫人以及权贵、伶人、宦官，十天之内，朝廷内外都争相称赞他，他得到的恩宠优厚至极。十九日，皇帝下诏，伪梁的节度使、观察使、防御使、团练使、刺史以及各级将校，一律不考虑改任，之前投奔伪梁的将校官吏也全部不予追究。
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二十日，豆卢革从魏州赶到大梁。二十四日，皇帝加封郭崇韬为守侍中，兼任成德节度使。郭崇韬同时执掌朝廷内外的大权，出谋划策、规劝进谏，竭尽忠心毫无隐瞒，还很注重推荐人才。豆卢革只是被动接受安排，没有任何匡正和决断。
二十六日，皇帝赏赐滑州留后段凝姓名为李绍钦，赏赐耀州刺史杜晏球姓名为李绍虔。
十五日，梁朝的西都留守、河南尹张宗奭前来入朝拜见，恢复原名张全义，献上上千匹丝帛和上千匹马。皇帝命令皇子李继岌、皇弟李存纪等人把他当作兄长来侍奉。皇帝想要挖开后梁太祖朱温的坟墓，劈棺焚尸，张全义上奏说：“朱温虽然是国家的大仇人，但他已经死了，无法再对他施加刑罚，诛灭他的家族，已经足以报仇了，请求陛下不要焚尸劈棺，以此彰显陛下的圣明恩德。”皇帝听从了他的建议，只是铲除了坟墓前的阙楼房屋，砍掉了坟墓周围的树木。
二十八日，皇帝加封天平节度使李嗣源兼任中书令；任命北京留守李继岌为东京留守、同平章事。
皇帝派遣使者向各道宣告旨意，梁朝任命的五十多位节度使都上表进贡。楚王马殷派遣他的儿子牙内马步都指挥使马希范入朝拜见，上缴洪、鄂行营都统的印信，献上本道将吏的名册。荆南节度使高季昌听说皇帝消灭了梁朝，为了避讳唐朝宗庙的名讳，改名为高季兴，想要亲自入朝拜见。梁震说：“唐朝有吞并天下的志向，我们就算整饬军队、坚守险要之地，还怕不能自保，更何况要跋涉几千里去入朝拜见呢！况且您是朱氏的旧将，谁能知道他们会不会把您当作仇敌对待呢！”高季兴没有听从他的劝告。
皇帝派遣使者把消灭梁朝的消息告知吴国和蜀国，两国都十分恐惧。徐温严厉地责备严可求说：“你以前阻止我的计策，现在该怎么办？”严可求笑着说：“我听说唐主刚刚占据中原，意气骄横，驾驭下属没有法度，不出几年，内部就会发生变乱，我们只需要言辞谦卑、献上丰厚的礼物，保卫疆土、安抚百姓，等待时机就好。”唐朝的使者自称带来了皇帝的诏书，吴国人不接受；皇帝修改了文书，采用平等国家的礼节，写道：“大唐皇帝致书于吴国主”，吴国人回信时称“大吴国主上大唐皇帝”，措辞礼仪都像藩属国的笺表一样。
吴国有?告发寿州团练使钟泰章侵占官马进行贩卖，徐知诰以吴王的名义，派遣滁州刺史王稔巡视霍丘，趁机取代钟泰章担任寿州团练使，任命钟泰章为饶州刺史。徐温把钟泰章召到金陵，派陈彦谦三次责问他，钟泰章都没有回答。有人问钟泰章：“你为什么不为自己辩解呢？”钟泰章说：“我在扬州的时候，在十万大军中号称壮士；寿州距离淮河只有几里路，步兵骑兵不下五千人，如果我有别的心思，王稔一个人骑着马怎么能取代我呢！我坚守道义绝不辜负国家，就算被贬为县令我也愿意去，更何况是刺史呢！为什么要为自己辩解，来彰显朝廷的过失呢！”徐知诰想依照法律制裁众将，请求逮捕钟泰章治罪。徐温说：“我如果不是靠钟泰章，早就死在张颢的手里了，今天的富贵，怎么能辜负他呢！”于是命令徐知诰为儿子徐景通娶了钟泰章的女儿，以此化解了这件事。
有彗星出现在舆鬼星宿的位置，长一丈多，前蜀的司天监上奏说国家将有大灾难。前蜀主王衍下诏在玉局化设置道场祈福消灾，右补阙张云上奏疏说：“百姓的怨气直冲上天，所以才会出现彗星。这是国家灭亡的征兆，不是靠祈祷祭祀就能消除的。”前蜀主大怒，把张云流放到黎州，张云最终死在了路上。