小周后性爱绿色，所穿衣服，都尚青碧。有一个富人，染成一匹绉绢，晒在苑内，夜间遗忘未曾收取，为露水所沾，第二天一看，其色分外鲜明，后主与小周后见了，一齐称美，于是妃嫔宫人，竟收露水，染碧为衣，号为“天水碧”。后来李煜又在妃嫔宫人的妆束上，想出一种新鲜饰品，用速阳进贡的茶油花子，制成花饼，或大或小，形状各别。令妃嫔宫女淡汝素服，缕金于面，用这花饼装点在额上，称为“百花妆”。
在风流浪漫生活的同时，李煜对宋朝卑躬屈节，不断以金帛珠宝结宋朝皇帝的欢心，史载“（李）煜每闻（宋）朝廷出师克捷及嘉庆之事，必遣使犒师修贡。其大庆，即更以买宴为名，别奉珍玩为献。吉凶大礼，皆别修贡助”，想以此来维持他在江南一隅的统治。由于国库已经枯竭，为了上贡需要，不得不在乾德二年（964年）采纳户部侍郎韩熙载建议，发行铁钱以救急。同时巧立名目收税以增加财政收入，到后来，就连民间鹅生双蛋、柳条结絮都要抽税。有一阵金陵少雨，有人戏称是：“雨惧抽税，不敢入城。”
为了进一步讨好宋朝，李煜又主动去唐号，改印文为“江南国主印”，将已封王的诸弟降封为公；贬损制度，下令称教，改中书、门下省为左、右内史府，尚书省为司会府，御史台为司宪府，翰林为文馆，枢密院为光政院，其余官称，多所更定；宫殿悉除去鸱吻；甚至亲自穿紫袍接见宋朝使臣，执藩臣礼数。然而他的苟安、他的懦弱、他的无能、他的臣服，并没有改变赵匡胤消灭南唐的决心，便干脆自暴自弃，日日沉湎于酒色。
赵匡胤灭南汉后，便在荆湖造大舰龙船数千艘。当时江南池州人樊若水在南唐不得志，便想归顺宋朝。他假装在采石江面钓鱼，乘小船，载丝绳，往来于南北岸几十次，测得了江面的宽度，以此作为大礼上书宋朝，请造浮桥渡江。赵匡胤考虑到宋军大多为北方人，不习水战，便采纳了樊若水的意见。
宋开宝七年（974年）的秋天，赵匡胤打算出兵攻打南唐，因师出无名，便派左拾遗、知制诰李穆出使江南，召李煜入朝。李煜畏惧宋朝军威，准备入朝，但为大臣陈乔和张洎所阻，李煜遂称病不朝。李穆劝道说：“请国主深重考虑入朝一事，希望将来不要后悔。朝廷（指宋朝）兵精甲锐，物力雄富，恐怕江南不是对手。”李煜之弟李从善之前出使宋朝，一直被扣在汴梁，李煜生怕自投罗网，始终不肯答应。赵匡胤终于有了出兵借口，随即以曹彬、潘美为大将，率兵十万讨伐江南。
曹彬自荆南领战舰东下，潘美在采石架浮桥渡江，浮桥三日而成，和樊若水之前所测量的距离不差尺寸。宋军渡江，如履平地。进至秦淮，江南水陆兵十万列阵于金陵城下。宋军涉水强渡，江南兵大败。
李煜整日在深宫与僧徒道士谈经论道，不问政事。金陵守将皇甫继勋买通宫人，隐瞒战事，李煜丝毫不知亡国在即。直到有一天，他偶然外出巡城，见到宋军满野，金陵岌岌可危，这才知道为左右所蒙蔽，狂怒之下杀皇甫继勋。无计之下，又只好派徐铉、周惟简为使者到汴京（今河南开封）向赵匡胤求和。徐铉说：“李煜无罪，陛下师出无名。”赵匡胤道：“朕令李煜入朝，为何违令？”徐铉答道：“李煜事陛下，如子事父，没有过错，为何被伐？”赵匡胤道：“既为父子，为何分成两家。”徐铉无言以对，知道宋帝意在江南，再无回旋余地。
李煜求和不成，急调驻守上江的朱令赟入援金陵。朱令赟率十五万大军自湖口顺流而下，欲斩断采石浮桥，以解金陵之围。到达皖口（今安徽安庆西南，皖水入江口）时，朱令赟大军与宋行营步军都指挥使刘遇五千人相遇。刘遇先挥军急攻，朱令赟下令用火油攻烧宋军战舰，宋军正节节败退时，风向忽转，火势反烧朱军，南唐军队不战自溃，主将朱全斌慌忙间投火自尽。此战宋军侥幸得胜不说，还消灭了南唐主力精锐，金陵陷于孤城危蹙中，指日可下。
李煜无可奈何，只好再派徐铉、周惟简出使汴京，并带去贡银五万两、绢五万匹，乞求缓兵。徐铉道：“李煜不是敢违抗圣旨，而是因病不能入朝。请罢兵以拯救一邦之命。”赵匡胤道：“朕已晓谕将帅，不得妄杀一人。”徐铉还要拿出文人的那一套嘴皮子功夫，赵匡胤大怒，拔剑道：“休要多言！江南有什么大罪，但天下一家，卧榻之侧，岂容他人鼾睡！”徐铉惊出一身冷汗，急忙退出。
宋军攻打金陵前夕，主帅曹彬忽然称病不视事，诸将都来问候。曹彬说：“我的病不是药物所能医治，只须诸位诚心起誓，克城之后不乱杀一人，我的病就自然好了。”诸将许诺，焚香为誓。曹彬这样约束将士，是因为出征前赵匡胤已下有命令，保护金陵城和江南财富。果然，宋军攻入金陵后，秩序井然。
李煜之前曾慷慨表示要“亲督士卒，背城一战，以存社稷”，一旦失败，也要自焚殉国。他甚至已经在宫中堆好了柴草，但临到最后一刻却放弃了，最终肉袒出降。南唐国亡。
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？
一旦归为巨虏，沈腰潘鬓消磨。最是仓皇辞庙日，教坊犹唱别离歌。垂泪对宫娥。
李煜写罢降表后，随即感慨地写下这首沉痛的《破阵子》。这首词曾经在后世引起莫大的非议，大多人认为李煜拜辞祖庙、北上而为俘虏，理应对着祖宗碑位痛哭流涕，愧对列祖列宗，愧对江南锦绣，愧对南唐百姓，而李煜却是“垂泪对宫娥”。对于感性的李煜而言，他惟一的不幸并非亡国，而是生在了帝王家。
宋开宝九年（976年），元宵节刚过，李煜及其子弟、官属一行四十五人到达汴京，身穿白衣，到明德楼拜见宋太祖赵匡胤。赵匡胤没有加害，减死罪一等，因其曾守城相拒，封“违命侯”挂名担任光禄大夫、检校太傅、右千牛卫上将军。李煜有自己的宅第，但有人把守，不能随意出入，不能与外人交往，实际上仍然不过是个比较体面的囚徒。
李煜被封违命侯后，成天长吁短叹，过着凄寂不堪的日子。好在身边还有小周后相伴，总算给他绝望的生活平添了一丝温暖和安慰。就在这年冬天，宋太祖赵匡胤在万岁殿驾崩，留下千古的“斧声烛影”之谜。赵匡胤弟赵光义即位为宋太宗后，除去李煜违命侯的封号，改封为陇西郡公。
然而，赵光义表面上优待李煜，暗地却打美貌的小周后的主意，不断以宫眷的名义召小周后进宫。龙衮在《江南录》中记载：“李国主小周后随后主归朝，封郑国夫人，例随命妇入宫。每一入辄数日，出必大泣，骂后主，后主多宛转避之。”明人沈德符《野获编》又说：“宋人画《熙陵幸小周后图》，太宗戴幞头，面黔色而体肥，周后肢体纤弱，数宫人抱持之，周后作蹙额不胜之状。有元人冯海粟学士题曰：江南剩有李花开，也被君王强折来。”对妻子的境遇，身为丈夫的李煜除了落泪、任凭小周后泣骂外，别无他法。
也许霸占了别人的妻子多少有些心虚，赵光义总担心李煜会有什么不满之词，千方百计地派人监视、打探他的一言一行。南唐旧臣徐铉后来在宋朝当官，赵光义便宣召徐铉进见，问他道：“你最近可曾见到李煜？”徐铉知道宋朝皇帝明令禁止李煜与外人往来，立即惶恐地答道：“没有陛下旨意，微臣安敢私自见他？”赵光义于是说：“我对你是信得过的，你尽管去见他。若有人问起，就说是我恩准的好了。”徐铉本就难忘旧主，当下欢喜地去见李煜。
这次会见，双方都不知说什么好。此时，昔日的君已经是行动不得自由的阶下囚，旧日的臣则在效忠对君有灭国之恨的大仇人，当此情形，又还能说些什么呢。然而李煜见到故臣，心情激动，居然一改往日的谨小慎微，长叹一声说：“悔不该错杀了潘佑、李平。”潘佑、李平都是因为在南唐灭亡前向李煜直谏被杀。徐铉知道利害，没有敢接话。后来赵光义问及谈话内容，徐铉不敢隐瞒，据实禀告。赵光义听了，心中动了杀机。
太平兴国三年（978年）七月初七，这天既是乞巧节，又是李煜的生日。郁郁不乐中，他填了一阕感旧词——《虞美人》：
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，恰是一江春水向东流。
表达了悲哀无奈的心境，以及对“故国”、“往事”的无限留恋，抒发了明知时不再来而心终不死的感慨，艺术上达到很高的境界，正所谓“不幸亡故国，有幸成词宗”。填完《虞美人》后，将它交给歌伎演唱，他自己也击节相和，不知不觉已经泪满衣襟。
词成就了李煜词宗的英名，但这首千古传唱的《虞美人》也将他送上了西去之路。赵光义得知后非常恼怒，认为李煜是故意借词发泄心中的不满，当晚就派使者给李煜送去了牵机药。牵机药是一种剧毒药，吃下去后，人的头部向前抽搐，最后与足部拘搂相接而死，状似牵机。李煜在使者的监视下被迫服药，在极度的痛苦中悲惨地死去，死时年仅四十二岁。死后赠太师，追封吴王。清人袁枚曾引用《南唐杂咏》中的话评价说：“作个才人真绝代，可怜薄命作君王。”不久，悲痛欲绝的小周后也追随李煜于地下。才子佳人终成黄土，只剩下长江水日夜不停，滚滚东去。