揚州別駕何惲認為應該乘勝追擊，一舉殺入建業，但主帥王渾認為應該按照命令等待王濬軍的到達。
當時琅邪王司馬伷所率的一路大軍，自正月出兵以來，迅速進至塗中後，令琅邪相劉弘率兵進抵長江，與建業隔江相峙，以牽製吳軍；同時派長史王恒率諸軍渡過長江，直攻建業。王恒軍進展順利，一一擊破吳沿江守軍，殲滅吳軍五六萬人，俘獲吳督蔡機。而王濬率水陸大軍自成（cheng）都沿江而下，過瞿塘峽、巫峽，進至秭歸附近。王濬率巴東監軍、廣武將軍唐彬攻破吳丹陽，擒吳丹陽監盛紀。然後順流而下，進入西陵峽，遇到了吳軍設置的攔江鐵鎖和暗置江中的鐵錐。由於此前羊祜擒獲吳國間諜，得知上述情況，王濬就做了幾十個大木筏，每個也有方百餘步大，筏上紮成草人，被甲執杖，令善水士兵乘筏先行，鐵錐刺到筏上都被筏帶去。又做火炬，長十餘丈，大數十圍，灌上麻油，放在船前，遇到鐵鎖，就點起火炬，將鐵鎖熔化燒斷，於是戰船通行無阻。二月初三，攻克西陵，俘獲吳鎮南將軍留憲、征南將軍成據、宜都太守虞忠。初五，攻克荊門、夷道二城，俘獲監軍陸晏。初八，攻克樂鄉，俘獲水軍督陸景。平西將軍施洪等投降。十八日，晉武帝下詔進王濬為平東將軍、假節、都督益梁諸軍事。
王濬從蜀出兵，兵不血刃，無堅不摧，夏口、武昌的吳軍，無敢支吾抗拒者。於是揮師順流而下，直抵吳都附近的三山，孫皓派遣遊擊將軍張象率水軍萬人抵禦王濬，張象望見晉軍旗幟而投降。
原先吳主派往交趾征討郭馬的將軍陶濬，行至武昌時，聽到晉軍大舉進攻的消息，便停止去交趾，返回了建業。孫皓就立即召見他，問他水軍的情況，回答道：”蜀國的船都很小。現在給我二萬兵，乘坐大船戰鬥，也足夠了。“於是就彙集大眾，授陶浚假節鉞，明日出發，結果當天夜裏所有人已經全部逃走了。
【孫皓投降】
王渾、王濬和司馬伷等各路大軍已逼近吳國京師建業長江的北岸，孫皓已經將要落敗，就寫信給舅舅何植，又給群臣留下書信，承認錯誤，已經沒有了戰意。於是吳國的司徒何值、建威將軍孫宴等交出印信符節，前往王渾軍前投降。
吳主孫皓見自己內部已分崩離析，便采用光祿勳薛瑩、中書令胡衝等人的計策，分別派遣使者送信給王渾、王濬、司馬伷，請求降服，企圖挑唆三人互相爭功，引起晉軍內部分裂。使者先把印璽送給司馬伷。王濬此時正揮軍直進，三月十五日行至三山時，王渾派使者命其暫停進軍，王濬不理，借口風太大，無法停船為由，扯起風帆直衝建業。
孫皓聽從胡衝的建議，仿效劉禪的做法：備亡國之禮，素車白馬，肉袒麵縛（兩手反綁），銜璧牽羊，大夫衰服，士輿櫬（把棺材裝在車上），率領太子孫瑾等二十一人來到王濬營門。孫皓決定投降後，為了讓晉軍順利接收各地，廣發勸降書信給臣僚。王濬接受孫皓的投降，親解其縛，接受寶璧，焚燒棺櫬。並派人將孫皓一家送到晉都洛陽，孫吳至此滅亡。
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