可李璟并非真心臣服，他只是想借此机会，拖延时间、重整军队，妄图后夺回江北之地。因此，在第一次议和后，李璟暗中招兵买马、整顿军队，还暗中勾结北汉、契丹，请求他们出兵援助，同时，拒绝向后周缴纳贡赋，甚至派兵偷袭后周占据的江北城池。柴荣得知李璟背信弃义，勃然大怒，于显德四年（公元957年）二月，下令第二次亲征南唐，再次攻打寿州，彻底平定南唐江北之地。
第二次征南唐，柴荣依旧亲率大军，直奔寿州。此时的寿州城，早已粮草断绝、守军疲惫不堪，刘仁赡也因长期劳、忧愤交加，重病缠身，无法再指挥军队。柴荣抵达寿州城下后，再次劝降城内守军，城内守军见刘仁赡重病、援军无望，再也没有了抵抗的斗志，纷纷开城投降。不久后，刘仁赡病逝，柴荣感念其忠心耿耿，下令厚葬刘仁赡，善待其家属，此举也赢得了南唐百姓与士兵的敬重。
拿下寿州后，后周大军乘胜追击，一路向南推进，先后攻占了南唐江北的濠州、楚州等多地，彻底摧毁了南唐的江北防线，兵锋直指江南之地，吓得李璟魂飞魄散。李璟慌忙再次派人前往后周军营，请求议和，愿意割让江北所有城池，向后周称臣，废除南唐国号，改称“江南国主”，每年向后周缴纳大量贡赋，送皇子前往后周做人质，只求后周大军不要再南下攻打江南。
可柴荣并未停下进攻的步伐，他深知，李璟反复无常，若不彻底打服他，后必会后患无穷。显德五年（公元958年）三月，柴荣下令第三次亲征南唐，率领后周大军，渡过长江，攻打南唐江南之地，进一步施压李璟。后周大军渡过长江后，一路势如破竹，迅速攻占了南唐的润州、常州等多地，兵临金陵（今江苏南京）城下，金陵城危在旦夕。
此时的李璟，早已无兵可用、无险可守，再也没有了反抗的勇气，只能彻底低头臣服。他再次派人前往后周军营，向柴荣递交降书顺表，主动献出江北全部十四州之地，废除南唐国号，改称“江南国主”，每年向后周缴纳贡赋三十万，送皇子李从善前往后周做人质，承诺永远臣服后周，不再反叛。同时，李璟还下令，拆除金陵城的城墙，解散所有军队，以示臣服之心。
柴荣见李璟彻底臣服，且后周已经占据了江北富庶之地，国力大幅增强，再加上长期征战，后周大军也需要休整，便接受了李璟的投降，下令撤军，第三次征南唐，正式结束。这场历时三年多的三征南唐之战，以后周大军大获全胜、南唐彻底臣服而告终，柴荣用三次亲征，硬生生打得南唐割地称臣，彻底平定了江北之地，拓宽了后周的疆域，充实了后周的国力。
三征南唐的胜利，是柴荣“十年开拓天下”的又一辉煌功绩，其意义远超西征后蜀。首先，后周收复了南唐江北十四州之地，疆域大幅拓宽，占据了江淮富庶之地，这里土地肥沃、人口众多，成为后周重要的粮食产地与税收来源，极大地充实了后周的国力，为后续北伐契丹、收复燕云十六州，奠定了坚实的物质基础。其次，这场胜利彻底打服了南唐，消除了后周统一南方的最大障碍，震慑了南方其他割据势力，吴越、闽国等割据政权，得知南唐被后周打得割地称臣，纷纷主动向后周称臣纳贡，不敢再与后周为敌，后周统一南方的格局，基本形成。