两天后，柴荣到寿州城下，当晚在淝水北岸扎营，命诸军围寿州，将正阳的浮桥移到下蔡（今安徽凤台）。第二天征集宋、亳、陈、颍、徐、宿、许、蔡等州丁夫数十万人来寿州攻城，日夜不息。
三月的一天，世宗巡视寿州城外水寨，到达淝桥。他看到炮阵兵将一块块石头用抛石机抛入寿州城内，而周遭石块都被抛光，于是亲自捡取一块石头，骑在马上抱着送到营寨，供抛石机使用。在周世宗带领下，所有过桥的官员，都自觉地带上一块石头，送到大营。赵匡胤看到此情此景，深受触动，若干年后，他在讨伐潞州时，道路崎岖，山路难行，他也亲自抱着石块开路，感染了随军将士，很快开出路来。
赵匡胤带上牙将张琼，乘坐一只牛皮船进入寿州护城河指挥部下攻城。刘仁赡指挥的城楼将士看到牛皮船上是个人物，就用连弩瞄准射击，弩杆甚粗，射程甚远，杀伤力甚大。张琼见势不妙，急用自己身体挡住老赵，有箭射中他的大腿，张琼昏死而后复苏。箭簇中骨拔不出来。张琼饮酒一大碗，命人破骨取出，流血数升，但他神色自若，史称“太祖壮之”。
唐兵有万余人乘船停泊于淮河之畔，在涂山（在安徽省蚌埠西郊）之下扎营，声援寿州。柴荣令赵匡胤去打援。赵匡胤考察涂山大营，知道强攻不利，于是派出百余骑进逼唐营，一战，伪遁，唐兵追击，老赵伏兵起，腰断唐兵，在涡口（今安徽怀远）大败唐兵，斩杀了他们的都监何延锡等，夺得战舰五十余艘。
各地都有捷报传来。
但皇甫晖因为滁州太守临阵脱逃，自己率兵进入滁州镇守，周师与皇甫晖大军交战正酣。滁州、寿州互为掎角，清流关地当二州之间，为滁州西部门户，史称易守难攻。柴荣想打破这种格局，令赵匡胤兼程前往袭击清流关。
清流关之战，也称滁州之战，是继高平之战后，赵匡胤的又一次福缘之战。
赵匡胤抵清流关时，皇甫晖等已经列阵于山下，赵匡胤先派出前锋与皇甫晖大军鏖战，自己率余众绕出山后，做出一个迂回动作，从斜刺里攻击皇甫晖阵战。对自家部队而言，这就相当于半路忽然出现一支援军；对敌军而言，这就像猝然出现一股战斗力威猛难当的生力军。赵匡胤分拆军阵一分为二，结果赢得了超出预期的生猛效果。大军出现的突然性，让久经战阵的皇甫晖也大吃一惊。他吃不准这支部队从何而来，在他事先考察战场态势时，没有看到这样一支部队的存在。他没有想到是同一支部队的分拆。于是，率众逃回滁州，准备断桥自守。但老赵的马步军已经到了城壕的边上，麾军跃马而进，直抵城下。
皇甫晖站在城楼对老赵说：“人各为其主，希望你能让我列阵来战。”
史称老赵“笑而许之”。
皇甫晖整众而出。
赵匡胤待皇甫晖刚一出城，就抱着战马的脖子，突破敌阵直入中军，大呼一声道：“吾只取皇甫晖，他人非吾敌也！”手持长剑刺击，击中皇甫晖的脑袋，亲兵一拥而上，将皇甫晖生擒。
唐兵大败，皇甫晖的监军姚凤也被周兵捉住。
滁州克。
几天后的一个夜里，周师马军副都指挥使赵弘殷，引兵来到滁州城下。
赵弘殷以为自己是赵匡胤老爸，就派军士在城下叩关，要求进城。
赵匡胤闻讯告知亲兵转话：“父子虽至亲，城门王事也，不敢奉命。”
城门开启有时间规定，夜半不得开门。所以老爸叫城时，儿子拒绝了老爸。赵弘殷想想也是，只好在城外扎营，直到天亮才得进城。
周世宗诏令他人主持滁州政务，并派遣翰林学士窦仪前来滁州清点登记库存物资。赵匡胤派心腹官吏来提取库藏绢帛。
窦仪说：“将军在攻克州城之初时，即使将库中物资取光，也无关大碍。如今已经登录为官方物资，没有诏令，是不能动的。”
赵匡胤听到这些话后从此开始器重窦仪。
老赵还在滁州城里认识了一位高人，赵普。
当初，赵普在永兴（今陕西西安）节度使刘词麾下，刘词在高平之战后不久病逝，逝前上表，推荐其幕僚赵普有才可用。这次老赵平滁州，宰相范质推荐赵普为滁州军事判官。赵匡胤与他相见后，有过一次晤谈，很愉快。
滁州城破时，有刁民乘机作乱抢掠市场，当时即抓获“盗贼”百余人，按律应该全部正法。但赵普认为其中难免会有冤情，就请求先审案，再处决。一番审问调查后，发现大部分人不是“盗贼”，乃是误抓，于是释放，史称“所活十七八”，救活的人占有十分之七八。老赵一下子感到这个人不凡不俗，认定他是个稀世人才。
这时赵弘殷在滁州病倒，赵普前来探视，史称“朝夕奉药饵”，每天早晚都来伺候汤药，赵弘殷很感谢，于是以同是“赵”姓，且都居住在河北——赵弘殷在河北涿郡，赵普在河北蓟县，便以“宗分”亲情来对待赵普。赵匡胤从此与之定交，成就二十年君臣大义。
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