三月初，张悌军渡江后，于杨荷（今安徽和县）正遇王浑部将城阳都尉张乔率七千兵马赶到，张悌军随即将张乔军包围，张乔兵微势弱，便闭寨请降。副军师诸葛靓认为，张乔是以假投降行缓兵之计，拖延时日，等待后援，我应急速进兵予以歼灭。但张悌却主张放过他们，因为强敌在前，不可因小敌而出战。于是接受张乔投降后，率兵继续前进，随即与王浑主力部队之司马孙畴和扬州刺史周浚军列阵相对。吴将沈莹首先率领五千精锐向晋军攻击，三次冲击均未奏效，被晋军斩首二将，不得不退兵。晋军则乘吴军退兵混乱之机，以将军薛胜、蒋班率军追杀，吴军大败。此时，伪降之张乔军又从背后杀来，吴军溃败而逃。诸葛靓见大势已去，收集败兵数百逃回江南。张悌不肯逃走，与沈莹、孙震力战而死，吴军三万多人，被斩近八千人，余皆逃散，晋军遂胜利推进至江边。此时，扬州别驾何恽向扬州刺史周浚建议说：“张悌率东吴三万精兵，被我歼灭，吴国上下震惊，现龙骧将军王濬已攻下武昌，乘胜东下，所向皆克，吴已呈土崩瓦解之势，我应速挥军渡江，直捣建业，大军突然而至，定能不战而逼降东吴。”但王浑听到这一建议后则认为晋武帝只命他出兵江北，以抗吴军，如果渡过长江，就是违背君命，即使作战获胜，也难以获赏；但若失败，必获重罪。于是，王浑坚持按原诏令，就地等待王濬军的到达，然后再统一节制王濬等军渡江作战。何恽再次向王浑建议说，将军身为上将，当见机而进，岂有事事等待诏命之理。王浑仍不听从。
琅邪王司马伷所率的一路大军，自正月出兵以来，迅速进至涂中后，令琅邪相刘弘率兵进抵长江，与建业隔江相峙，以牵制吴军；同时派长史王恒率诸军渡过长江，直攻建业。王恒军进展顺利，一一击破吴沿江守军，歼灭吴军五六万人，俘获吴督蔡机。王濬军在长江上中游获胜之后，便挥军顺流而下，三月十四日到达牛渚。当进至距建业西南五十里时，吴主孙皓才派遣游击将军张象率水军一万前往迎击；但吴军此时已成惊弓之鸟，张象的部队一望见晋军的旌旗便不战而降。王濬的兵甲布满长江，旌旗映亮天空，声势十分盛大，继续向前推进。
原先吴主孙皓派往交趾征讨郭马的将军陶濬，行至武昌时，听到晋军大举进攻的消息，便停止去交趾，返回了建业。此时，吴主孙皓便授其符节，命其率军二万，迎击晋军。结果，二万军队出兵前夜便逃散一空。
此时，王浑、王濬和司马伷等各路大军已逼近东吴京师建业长江的北岸，东吴司徒何值、建威将军孙宴等交出印信符节，前往王浑军前投降。吴主孙皓见自己内部已分崩离析，便采用光禄勋薛莹、中书令胡冲等人的计策，分别派遣使者送信给王浑、王濬、司马伷，请求降服，企图挑唆三人互相争功，引起晋军内部分裂。使者先把印玺送给司马伷。王濬此时正挥军直进，三月十五日行至三山（今江苏南京西南）时，王浑派使者命其暂停进军，王濬不理，借口风太大，无法停船为由，扯起风帆直冲建业。当日，王濬统率水陆八万之众，方舟百里，进入建业。吴主孙皓反绑双手、拉着棺木，前往王濬军门投降。至此，晋军连克东吴四州、四十三郡，降服吴军二十三万，东吴政权宣告灭亡，三国长期分裂的局面也随之结束。
胜利消息传来，司马炎执杯流涕曰：“此羊太傅之功也，惜其不亲见之耳！”未参与战事的骠骑将军孙秀退朝时，向南而哭说：“昔讨逆壮年，以一校尉创立基业；今孙皓举江南而弃之！悠悠苍天，此何人哉！”
晋武帝司马炎经过长期的战争准备之后，终于以六路大军，水陆并进，直捣东吴京师建业，一举灭亡了东吴政权，使中国自东汉末年开始百年的战乱和三国鼎立纷争的局面宣告平定，中国又重新统一于一代新的封建王朝治理之下，这一统一顺应了社会发展的需要，对当时社会前进起了积极的推动作用。
建国五十七年、占据长江天险、拥有大军共二十多万的东吴政权。为何在西晋王朝的一击之下，便冰消瓦解，虽有其多方面的因素，但归结起来，主要有三个方面。
东吴自末帝孙皓当政以来，昏庸残暴，任意杀害臣民，动辄扒皮，挖眼，惨不忍睹，使朝野上下人人自危，朝不保夕。民间谣传章安侯孙奋应成为天子，孙皓便将孙奋和他的五个儿子统统处死；豫章太守张俊因替孙历之母扫墓，也被孙皓下令车裂；吴中书令贺邵因中风，不能说话，数月无法上朝，孙皓怀疑他装病，命人严刑拷打后，割断他的头，加以焚烧。孙皓还特别重用奸佞谄媚之徒，张俶因常进谄言、诋毁别人，十分被宠信，多次升官进爵，成为司直中郎将，进封侯爵，于是造成了官吏和民间互以私利为目的竞相诬谄的混乱局面，致使监狱暴满，全国上下一片恐怖气氛。
孙皓还特别憎恨胜过他的人，侍中、中书令张尚，口才捷利，雄辩超众，孙皓便借故收捕张尚，欲处极刑，公卿以下一百多人叩请孙皓减免张尚的罪行，孙皓当时假意应允，但将张尚送至建安后，终于将他杀死。孙皓每次宴会群臣，都强令大臣喝得烂醉，然后再让他们互相告发罪行，或立即处死，或剥下面皮，或挖出眼睛，君臣上下尔虞我诈，如此一个统治集团，自然四分五裂，人心丧尽，这就不能不从政治上注定东吴政权的必然失败。
当然，司马氏统治的西晋，也并非什么清廉之邦，只是政治上的腐败程度稍逊于东吴而已。然而作为西晋最高统治者的司马炎，在发动灭吴战争之前，与东吴孙皓类比，则尚属稍具政治头脑之士。因而，西晋的统治集团便远较东吴统治集团为强，它依靠一批谋臣良将渚如羊祜、杜预、王濬、张华等的辅佐筹策而取得了灭吴战争的胜利。