次年秋冬，后周派王景、向训率军攻取秦、凤地区，黄花谷（今陕西凤县北）之战，后蜀军大败，秦（今甘肃秦安北）、阶（今武都东）、成（今成县）三州降周，后周又攻克凤州（今陕西凤县），华北地区终告统一。后周在秦、凤战役尚未结束的十一月初，即派李穀、王彦超率军进攻南唐，后周军渡淮进攻寿州（今安徽寿县）。显德三年（956）春，世宗亲征南唐，南唐将刘彦贞北援寿州，为后周将李重进部击败。后周将赵匡胤攻占滁州（今属安徽），韩令坤袭取扬州、进占泰州（今皆属江苏）。后周军别部又攻占光州（今河南潢川）、舒州（今安徽潜山），南唐蕲州（今湖北蕲春西北）降后周，后周军又大败南唐援军2万于**（今属江苏）。然而，唐将刘仁赡坚守寿州达半年之久，后周军久攻不下，世宗只得暂回开封，同时从扬州、滁州撤军，集中兵力进攻寿州，直至次年三月，在再次大败南唐援军于寿州城南的紫金山后，寿州守将乘主将刘仁赡病重之际，向后周投降。显德五年（958）春，后周军再度攻占扬、滁等州，主力直抵长江北岸。同年三月，终于迫使南唐称臣，划江为界，江北14州、60县遂归后周。
世宗数次亲征南唐，辽军乘机侵扰，世宗即命张永德率军备边，并准备攻辽以取燕京地区。同年十月，以高防为西南面水陆制置使，作伐蜀的准备，制造攻蜀的假象。次年春，世宗以巡幸沧州（今属河北）为名，掩护攻辽的真实意图。四月中旬到达沧州，当日即率军向辽境进发，至五月初一，半月之内辽的宁州（今青县）、莫州（今任丘北）、瀛州（今河间）、益津关（今霸州）、瓦桥关（今雄县）守将官吏，纷纷投降，后周未经战斗，占领关南地区（宋代对上述地区的习称）。
辽穆宗得知后周世宗亲自率军攻辽，一面任命南京留守萧思温为兵马都总管，进行还击；并令北汉军侵扰后周边境，以分后周兵力；穆宗随即亲往南京督战，一场后周与辽的大战即将爆发。
后周军于五月初二日又进据固安（今属河北），当天，世宗生病。第三天，后周又攻占易州（今河北易县）。形势十分有利，但世宗病情不见好转，数日后世宗对新占领地区进行防御部署后返回开封。当辽穆宗赶到南京时，已是五月中旬，见后周牢固地占领了关南地区，且已作好防御准备，也就放弃了攻取关南地区的企图。
周世宗回到开封后，病情仍不见好转，于是一面封7岁的儿子柴宗训为梁王，同时部分地调整宰辅及禁军统帅，进行传位的准备。六月中旬，世宗病死，子宗训即位，是为恭帝。显德七年（960）正月初，赵匡胤发动兵变，夺取政权，建立宋皇朝，结束了五代时期。
宋降封后周恭帝为郑王，后出居房州（今湖北房县），开宝六年（973）
死。
