公孙述对岑彭军的西进，甚为惧怕，急令其，竦宁王延岑、将军吕鲔、公孙恢、王元等，率全部主力大军防守广汉（今四川广汉北）及资中（今四川资阳），以利用今沱江阻止岑彭军的西进；同时，派遣将军侯丹率2万多人防守于黄石（今四川永川），以防止汉军迂回成都的侧背。
岑彭为吸引蜀军的注意力，多处设置疑兵，留下护军扬翕与臧宫军，牵制延岑等军，自率部分兵力沿江退还江州。然后，沿都江而上，袭击侯丹军，一举将侯丹军击破，乘胜昼夜兼程2000多里，绕至延岑，吕鲔，王元，公孙恢军的背后，突然攻拔了犍为郡治武阳（今四川彭山）。旋即以精骑疾驰广都（今四川成都南中心镇一带），进至仅距成都数十里之遥。岑彭军迅若疾风骤雨，兵锋所至，蜀吏民皆望风而奔逃。
公孙述当初闻知汉大军尚在乎曲，因而，便发大军前去迎击，待岑彭军至武阳，绕至延岑等军背后，蜀地异常震惊，公孙述以仗击地十分惊恐的喊道：“是何神也！”公孙述急派刺客刺杀了岑彭。
辅威将军臧宫，统率东部兵马与降卒5万多人，与延岑军对峙于沈水，臧官兵多粮少，后方粮食运输中断，引起吏卒慌乱，降卒多欲逃散，附近郡县又拒绝供应臧宫军粮食，情况危急。臧宫想率军退走，又怕士卒乘机反叛，正在进退维谷之际，刘秀所派出的谒者正巧率军前往延岑处，并有马700匹。臧宫假传命令，截留了这些部队和所运物资粮食。立即命令部队星夜进兵，多张旗帜，并令人登山击鼓，虚张声势，右路为步兵，左路为骑兵，中间是水军船队，呼声震动山谷，向延岑军进击。延岑对汉军的突然进攻十分意外，登上高地远望，只见汉军汹涌而来，大惊失色，臧宫纵兵猛击延岑军，大破蜀军，蜀军被斩杀和溺水淹亡者1万多人，江水为之变浊。延岑逃奔成都，汉军乘胜猛追，尽获蜀军的兵马珍宝，投降汉军的蜀军达10万多人。臧宫挥军一直追至平阳乡（今四川绵竹县境），蜀将军王元率众投降汉军，遂攻拔绵竹（今四川德阳东北），斩杀了蜀将公孙恢。
岑彭军自岑彭被刺后，太中大夫监军郑兴暂时统领全军，以等待吴汉的到来。建武十一年（公元35年）十二月，吴汉自夷陵率3万大军沿江向武阳前进。建武十二年春，吴汉军与蜀将魏党，公孙永交战于鱼涪津（今四川乐山东北），将蜀军击破，遂进围武阳。公孙述又命将军史兴，率5000人前去救援，吴汉又将史兴军击灭，随之挥军攻拔广都城，斩杀了公孙永和史兴。
此时，公孙述的部将皆惊慌失措，不断有人叛离公孙述，公孙述虽然将叛降者的家族诛灭，但仍无法扭转众叛亲离的危亡局面。刘秀这时乘机再次下诏，劝告公孙述降服，但公孙述仍拒不投降。
建武十二年（公元36年）七月，威虏将军冯骏攻下了江州，生擒了田戎，继续向成都进军。刘秀鉴此，下诏告诫吴汉说，“成都十余万众，不可轻也。但坚据广都，待其来攻，勿与争锋。若不敢来，公转营迫之，须其力疲，乃可击也。”然而吴汉却企图速胜，违背刘秀的作战指示，自率兵马2万多人进逼成都，在距成都10余里的江北扎营，架设浮桥，准备进攻成都城。与此同时，吴汉命副将武威将军刘尚，率万余人屯驻于江南，两军相距20多里。
刘秀得知吴汉军做这样的部署，焦急万分，立即使人责备吴汉说：“既不应轻敌冒进，又不应与刘尚两处扎营，一旦发生紧急情况，两地将无法救援，如蜀军以部分兵力缠住你部，以重兵攻击刘尚军，刘尚军必破，刘尚军破，你部必败。当前，幸亏没有出现这种局面，你必须立即引军返回广都。”刘秀诏书未到，公孙述果然便命其大司徒谢丰，执金吾袁吉率10多万大军，分为20多营，向吴汉军猛攻。同时命别将率1万多人攻击刘尚军，使其不能援救吴汉部。
蜀汉两军大战一日，吴汉兵少势孤，败下阵来，退入营垒坚守。谢丰等重兵包围了吴汉军，吴汉为摆脱被敌围歼的危险境地，于是便决定突围，以与刘尚军合兵一处。为此，吴汉召集众将领激励大家说：“我与诸君共历艰难险阻，转战千里，节节获胜。现已深入敌人腹地，兵至其都城城下，如今与刘尚军被敌人分割包围于两地，若不能合兵一处，后果将难以设想。我现在想暗暗潜出敌人包围圈，全军渡过江去，与刘尚合兵，全力抗击敌人，以摆脱我们的危险境地。大家如能同心协力，人自为战，大功即可告成。如若不然，我们必败无疑，成败与否，在此一举。”各将领一致拥护吴汉的决定。汉军遂闭营3天，休养士卒，并多树旗帜，通夜使烟火不绝。3日后的一天夜晚，留下一部尽力守卫营垒，吴汉亲率大部兵马，衔枚渡江，顺利实现了与刘尚会合的计划。谢丰军没有发觉吴汉军的行动，天明，便以部分兵力继续围吴汉军营垒，自率主力进攻刘尚军营。吴汉刘尚军皆出与谢丰军大战，白天明战至午后，汉军大破谢丰军，斩杀了谢丰，袁吉，歼灭谢丰军5000多人。吴汉遂率军退还广都，留刘尚军抗击蜀军。
吴汉率军进入广都，危急局面已经解除，刘秀得知，再次下诏吴汉说：“公还广都，甚得其宜，述必不敢略尚而击公也。若先攻尚，公从广都五十里悉步骑赴之，适当值其危困，破之必矣。”其后，吴汉军与公孙述军反复交战于广都和成都之间地区，8次大战，8次均取得了胜利，蜀军兵势渐弱，公孙述遂退守成都城，吴汉军进逼城下，公孙述被困于城中。
辅威将军臧宫于建武十二年（公元36年）秋，在克绵竹，破涪城（今四川绵阳），继而攻拔了繁（今四川彭县境）、郫（今四川郫县）等地，迅速推进至成都，与吴汉军会师城下。
公孙述被久困焦急，便与延岑商议对策。延岑说：“男儿当死中求生，可坐穷乎！财物易聚耳，不宜有爱。”公孙述于是拿出大批钱财招募敢死之士5000多人，交给延岑指挥，准备与汉军决一死战。延岑为欺骗吴汉军，在市桥一带，多树旗帜，击鼓挑战，伪装成大军于此处出击的态势。然后，以奇兵绕至吴汉军的背后，一举袭破汉军。吴汉落入江中，牵住马尾才得以游至岸边。汉军此时还剩7天的军粮，吴汉命部队暗中紧急准备船只，欲很快退走。汉蜀郡太守张堪听说这一情况，急驰往吴汉军营，向吴汉陈述公孙述必败，不宜退师，应示之以弱，引公孙述出战，以斩杀公孙述。吴汉采纳了张堪的建议。
建武十二年（公元36年）十一月，臧宫率军攻成都的咸阳门，公孙述命延岑率军与臧宫战，延岑军三战三胜。公孙述亲自率数万大军与吴汉军交手，自天明战至日中，公孙述军无法进食，士卒疲惫。此时，吴汉命护军高午、唐邯率锐卒猛烈向蜀军冲击，公孙述军大乱，高午乘势冲入蜀军阵内，将公孙述刺于马下，公孙述被其部下抬入城内后，将后事托付延岑，当夜即死去。第二天，延岑便投降了吴汉军，汉军平定公孙述的成都会战，即告结束。
五、汉军成都会战后的措施
延岑投降后，吴汉遂率军占据了成都。吴汉杀公孙述妻子，尽灭公孙氏，并族延岑，纵兵大掠成都城，放火烧毁了公孙述的宫室。刘秀对吴汉这一行为严加斥责，并以古人秦西巴放麂。中山国君烹食乐羊之子的例子，教育吴汉不应做丧失人心的事情。蜀郡太守张堪入主成都后，推行仁政，秋毫无私，慰抚吏民，才获得了蜀人的拥护。
汉军平定公孙述之成都会战评述
汉军平定公孙述的成都会战，是刘秀统一中国西南地区的最后一次大规模作战。在这次作战中，汉军约出动20万大军，公孙述也倾其20万之众，以水陆两军在南北两个战场展开了决战。割据蜀地的公孙述集团的彻底覆灭，宣告了汉光武帝刘秀统一中国西南地区伟大历史使命的胜利完成。
汉军成都会战的胜利，除了刘秀进行的统一战争的正义性这一决定因素之外，在其作战指挥上确有许多胜于公孙述之处。
1.汉军坚定地贯彻了先夺陇，后击蜀的战略方针
汉军在贯彻这一方针中，先集中共主力战将和兵力于陇西地区，置公孙述于不顾。而公孙述与隗嚣集团又恰是战略上的低能之辈，在刘秀大军集中攻击隗嚣集团之时，隗嚣与公孙述竟不知唇亡则齿寒之道，双方不思同心协力，联合抗汉。待隗嚣集团行将覆没之前，公孙述才派出5000援兵，这点区区之力虽也起了暂时逼退汉军的作用，但隗嚣仍无力追歼汉军，致使汉军随即再次发动了落门战役，一举灭亡了，隗嚣军，使汉军打开了入蜀作战的通道，获得了可贵的战略基地。设若公孙述当时能倾其全力，与隗嚣合军作战，那么隗嚣、公孙述的失败，则肯定会延缓相当的时日。
2.水陆两军并进，南北两个方向钳击蜀军，形成了切合当时战场情况的最佳作战部署
汉军采取的这种部署使公孙述集团始终处于被迫两面作战，顾此失彼的困境之中，而刘秀军却欲进则进，欲停则停，牢牢握有行动的自由权。巴蜀地区纵横密布的山川河网，不但未能成为阻遏汉军进击的天然障碍，反而变做了掩护汉军机动的有利因素。汉军正是依靠天然的江河条件，使自己的水军走江率河，绕山过谷，机动自如，常常置蜀军苦心经营的防线于无用武之地，处处显示了水军的神威。
3.刘秀指挥决策的正确无误
汉军成都战役的胜利，既得利于刘秀当初保留水军，和以岑彭为南征的最高统帅的决定；又得利于会战进程中的正确指导。当吴汉只有两三万军队即轻敌冒进，进击成都公孙述10万大军之前，刘秀即明确诏告吴汉，切不可轻敌冒进，应屯兵广都，待消耗掉公孙述的基本力量后，再依情况的发展变化，逐渐逼攻成都，当刘秀得知吴汉与武威将军刘尚隔江分别扎营时，又紧急下诏吴汉立即改变这种错误部署，退还广都，并与刘尚军成互为支援之势，岑彭率军入蜀之后，刘秀及时派出增援力量和为其补充军食物资，且又巧妙地为臧宫军所利用等等。这些，几乎都对汉军起了挽狂澜于既倒的作用。
4.汉军岑彭等将领战场指挥的灵活机智
汉军统帅岑彭等，不失为东汉初期最优秀的将领。事实证明，刘秀以岑彭为统帅，是当时统帅汉军打败公孙述的最合适的人选。岑彭熟知兵法之道，率领主力绕过坚城江州，正是“城有所不攻”的法则；岑彭逆今嘉陵江而上，吸引了公孙述10多万大军布阵于成都以西，做面向东方之防御态势，然后置该军于不顾，而秘密折返江州，再逆江而西，进入都江，以风疾电掣之势，突然绕至蜀军背后，兵锋直逼成都，也是兵法“军有所不击”之理，吴汉的布设疑兵，衔枚偷渡的成功等等，都说明了汉军这些杰出将帅的作战指挥，均胜敌一筹，蜀军的败；比似早巳在注定之中。
