李煜一即位，就向派使节向宋朝呈上大量的供品，这之后与宋修好，更成了南唐的国策。宋朝看他如此恭顺，也就动了“不战而屈人之兵”，将之招降的念头。但对于李煜来说，举兵与宋朝相抗是做不到的；而干脆纳土请降，让这江南半壁江山送在自己手上，又觉得不甘心。于是他就以不变应万变，对宋朝采取了一个“拖”字诀。他的父亲早已奉了宋的正朔，他又自请为“江南国主”，也就是宋朝的臣子了。于是供奉财物踊跃积极，奉表修贡言辞谦恭。只是等到宋朝令他入朝，便王顾左右而言他，道是自己身体虚弱，不宜长途跋涉，就是坚决不去。其实他心里也明白，一旦北上，肯定会被宋朝扣为人质，这南唐也就算完了。不过此时宋朝正忙着应付北边的战事，一时半会还顾不得南唐。看到李煜肯把江南财赋源源不断地供上，正乐的用来填补军费，所以双方还能相安无事了一段时间。但宋太祖赵匡胤乃是雄才大略之人，不会像之前的五代的君主，只满足做个军阀，他的目标是要统一天下。消灭南唐，其实是早晚的事。所以，等到北方的战事略为平定，他就对李煜这种拖着不来的态度大为不满。而李煜对此却毫无察觉，还派遣使者去见赵匡胤，表白自己是如何忠于宋朝，小心按为臣之道行事。赵匡胤很不耐烦，干脆把话挑明了：“你们江南并无罪过，但现在天下一家，卧榻之侧，岂容他人酣睡！”
话都说到了这份上，李煜不能再拖下去，不得不做出选择。此时他不切实际的文人气质又一次显露出来，他对群臣说：“一旦宋军南来，孤当身披战袍，亲自督师，背城一战，以保社稷；如果兵败，便自焚而死，绝不作他国之鬼。”这番豪言壮语传到汴梁，赵匡胤只是轻蔑地一笑，道是李煜不过是文人说嘴罢了，哪里会有这种胆气。还说若是李煜能如此，那孙皓，陈叔宝之流，又怎会作降虏呢。此言虽然尖刻，可日后的事情，倒让他说中了。
北宋开宝七年（974年）九月，宋太祖任命大将曹彬为统帅，发兵10余万，三路并进，趋攻南唐，一路势如破竹。而李煜此时还幻想着能用长江天堑来阻挡宋军，听说宋军要架浮桥渡江，还讥笑他们真是儿戏，却没想到宋军迅速渡江，一鼓作气，长驱直入金陵，以迅雷不及掩耳之势金陵城团团围住。金陵城中后主君臣，已成瓮中之鳖了。
此时李煜倒还没有忘了自己兵败自焚的誓言，他先让掌管图书文籍的黄保仪把自己珍藏的图书烧掉，然后又下令一家长幼自焚殉国。但他本是天性怯懦，优柔寡断之人，侍卫再三劝解，在加上宫娥妻儿的哀号哭泣，哪里还做得下去。倒白白烧毁了一批珍贵图书，也算得上是文化之一劫。经此一番折腾，李煜也就硬不下去了。而曹彬此时已经开始攻城，于是李煜只好急召近臣亲眷，齐聚宫门，自捧玉玺，肉袒出降。
南唐灭亡了，李煜一定感慨万分，这个随着自己出生而建立的王朝，最终还是葬送在了自己手上。在随军押往汴梁的时候，他不禁作词一首：
四十年来家国，三千里地山河。
凤阁龙楼连宵汉，玉树琼枝作烟萝，几曾识干戈。
一旦归为臣虏，沈腰潘鬓销磨。
最是仓惶辞庙日，教坊犹奏别离歌，垂泪对宫娥。
亡国之痛，哀婉动人。然而后来苏东坡却讥讽他此时还不反思一下自己的错误，不向宗社告罪，却向宫娥挥泪，真是不懂为君之道。其实，李煜本来就不适合做皇帝，在此仓皇逃难之际，还非要他端起一副皇帝的架子来，也就太勉为其难了。
李煜到了汴梁，见了宋太祖。宋太祖对他负隅顽抗，还要劳他兴师动兵有些生气，就封他为“违命候”。而且还时不时地讽刺他一下，说他好个翰林学士，若是用作词的功夫来治国，又怎么会有今天的下场。而李煜从锦衣玉食的帝王之尊变成了阶下囚，心情之凄苦可想而知，他曾经跟人说，自己的囚禁生涯是“此中日夕，只以眼泪洗面。”这种哀伤和悔恨，使得他后期的词作失去了早年的轻靡，充满了家国之恨。“多少恨，昨夜梦魂中。还似旧时游上苑，车如流水马如龙；花月正春风！”“多少泪，断脸复横颐。心事莫将和泪说，凤笙休向泪时吹；肠断更无疑！”在对往事的愧悔和留恋中，李煜也不免终日执杯痛饮，酩酊大醉，“醉乡路稳宜频到，此处不堪行”，企图在酒醉中麻痹自己，不再去回想那些伤心的往事。但是，这位李后主毕竟不是陈后主，能做到“全无心肝”，大醉虽然能令人暂时忘却愁苦，可醒来之后的悲哀却是更加深重的。而且，对于李煜来说，除了已成事实的亡国之痛，还有一件事情，令他更加难以忍受。
在李煜到达汴梁之后的第二年，宋太祖去世了，他的弟弟太宗赵光义即位。关于太宗即位，向来就有“烛影斧声”的传说，使他很有杀兄的嫌疑。而太宗为人也的确不像太祖那样宽厚大度，自他登位以来，兄弟侄子就相继莫名其妙地去世，据说都是他怕他们危及自己的皇位而一手炮制的。对于自家骨肉尚且如此，对于外国降君就更不用说了。虽说他登基之后按照惯例大赦天下，李煜也因此由“违命侯”进封为“陇西郡公”，但官位增加了，实际待遇却反而有所下降。他的爱妻小周后，被封为郑国夫人。按照规矩，命妇要定期参拜皇后。于是宋太宗就经常在小周后入宫参拜之时，留她在宫中好几天。根据宋人的记载，小周后每次从宫中回来，都要哭着大骂李煜，李煜无可奈何，只能宛转躲避。元代有人画了一幅《宋太宗强幸小周后》的图，听这名字也能想见内容一定不会美妙，大概够得上A片等级。虽说亡国姬妾，多不免此。宋太祖灭后蜀，就曾把花蕊夫人召入宫中。但对于李煜来说，他本来就和小周后情深意重，现在眼睁睁地看着爱妻受辱，却毫无办法，心中痛苦自不待言。而后人对他的这种悲惨遭遇，也多抱着同情的态度。在元人的那幅图上，有人题诗一首：“江南剩得李花开，也被君王强折来。怪底金风冲地起，御园红紫满龙堆。”据说宋徽宗赵佶就是李煜转世而来，一样的风流潇洒，精于书画，擅长诗词，却最终使北宋亡于金人之手，嫔妃公主，全被掳为金人姬妾，以此来报亡国夺妻之恨。因果报应之说，固然虚渺荒诞，但也由此可见历史有时真是会有惊人的巧合。
宋太宗夺了人家的妻子，也不免心虚，于是经常派人去监视李煜的一举一动。有一次，他命令南唐旧臣徐铉去探望李煜。亡国君臣相见，自是百感交集，一时不知道说什么好。李煜到底是文人心性，一见当年老臣，就有些忘乎所以，竟然说当年后悔杀了那些向他直谏的臣子。徐铉见他在如此情景下还敢说这种话，吓得不敢回答，后来见到太宗，也不敢隐瞒，就据实而报。宋太宗听了，心想这李煜居然这么不知足，还在怀念故国，就动了杀机。
太平兴国三年（978年）的七月初七，又到了李煜的生日，他回忆在江南的时节，群臣祝贺，赐酒赐宴，歌舞欢饮，是何等的繁华热闹。而现在孤零零的一人，是何等的冷落凄凉。妻子小周后被宋太宗召去，至今未归，又是何等的屈辱无奈。百感交集之下，他填出了著名的《虞美人》词：
春花秋月何时了，往事知多少。
小楼昨夜又东风，故国不堪回首月明中。
雕栏玉砌应犹在，只是朱颜改。
问君能有几多愁，恰似一江春水向东流。
李煜让伶工们演唱这首词，很快被密探报告给了宋太宗，宋太宗大怒，派人送给他一杯毒酒。于是，在他生日的那天，李煜被宋太宗毒死，时年四十二岁，他死后，小周后悲伤过度，不久也郁郁而终。
李煜也许实在不是一个合格的皇帝，但他在词上的杰出成就，却使他不愧“词中之帝”的称号。他的全部生命都倾注到词的写作上，使这个原本用于佐酒调笑的“小道”，上升到可与唐诗并称的“一代之文学”。王国维说：“词到李后主而眼界始大，感慨遂深，遂变伶工之词而为士大夫之词。”正说明了这一点。一千年过去了，当年的征战硝烟已经泯灭于历史烟尘之中，而李煜的词作，却依然流传不衰，脍炙人口，正如一江春水，滚滚东流。