吳漢逃回，清查部眾，士卒折損過半，輜重損失無數。吳漢新敗，無力再戰，盤點軍中，僅剩下七天糧食。吳漢心灰意冷，密令部下準備船隻，趁延岑尚未乘勝追擊，趕緊撤軍，退保江州。
適逢劉秀派謁者張堪送縑帛及七千騎兵入蜀，增援吳漢。張堪途中聞吳漢有意撤軍，飛奔來勸吳漢道：“一旦撤軍，前功盡棄。為山九仞，豈可功虧一簣，無論如何，必須堅守。臧宮大軍很快即可逼近成都，兩軍會師，公孫述必敗無疑。”吳漢從之。
再說臧宮，自拔平陽鄉之後，一路高歌猛進，拔綿竹，破涪城，斬公孫述之弟公孫恢，接著又攻拔繁縣、郫縣，十一月初，與吳漢會師於成都城下。
公孫述困守孤城，滿心末日將至的悲愴。他苦心經營的江山社稷，他親手打造的宮殿城牆，一切的一切，很快就將淪落於敵人之手，再也不複為他所有。
既然無力挽留，也無法帶走，那便把能毀的全都毀了，憑什麼便宜別人！就如南朝梁元帝蕭繹，窮途末路之際，焚盡宮中珍藏古今圖書十四萬卷（可惜王羲之的法帖、陸探微的繪畫呀），恨恨歎道：“文武之道，今夜盡矣！”既然老子守不住，也絕不能成全了你們，全燒了，快活，快活。
明末張獻忠，更是將這種變態心理發揮到了極致，幾乎將四川人殺了個精光，用魯迅先生的話來說：“他開初並不很殺人，他何嚐不想做皇帝。後來知道李自成進了北京，接著是清兵入關，自己隻剩了沒落這一條路，於是就開手殺，殺……他分明感到，天下已沒有自己的東西，現在是在毀壞別人的東西了，這和有些末代的風雅皇帝，在死前燒掉了祖宗或自己所搜集的書籍古董寶貝之類的心情，完全一樣。他還有兵，而沒有古董之類，所以就殺，殺，殺人，殺……我們對於別人的或公共的東西，不是也不很愛惜的嗎？”
此時的公孫述，完全有機會把城中的珍寶燒光，百姓殺光，為他殉葬，然而他沒這麼幹。秦漢之際，人多少都有豪傑之氣，胸襟開闊，光明磊落。在公孫述看來，江山丟了也就丟了，“楚人失弓，楚人得之”，廢興命也，何恨之有！這才是天子的體麵，天子的氣度。
公孫述和劉秀一樣，瘋狂迷戀所謂的天意，特地召來術士占了一卦，以卜吉凶。卦雲：“虜死城下。”公孫述大喜，嗯，這一定是說吳漢和臧宮將斃命於成都城下了，於是信心爆棚，主動開城出擊，命延岑迎戰臧宮，自己則率數萬人進攻吳漢。
公孫述貴為帝王，而且年過花甲，白發蒼蒼，卻也親自披掛上陣，甘冒矢石，確實堪稱一幅感人至深的悲壯場景，蜀軍見狀無不激奮，皆願效死。
戰爭從早上一直進行到中午，公孫述和延岑三戰三勝，軍士們連飯都沒顧得上吃，漸漸疲倦下來。吳漢見蜀軍疲態顯露，遣出雪藏半日的數萬銳卒，由護軍高午統領，猛撲蜀軍，蜀軍大亂。高午一馬當先，衝入蜀軍陣中，直奔公孫述，一戟貫穿公孫述前胸。公孫述墮落馬下，左右搶起，抬回城中。延岑見公孫述傷退，不敢再戰，也趕緊撤軍入城。
當夜，公孫述不治身亡，臨死，將兵權交付延岑。延岑見皇帝已死，再戰不僅無益，而且也無意義，次日清晨，開城向漢軍投降。