小周後性愛綠色，所穿衣服，都尚青碧。有一個富人，染成一匹縐絹，曬在苑內，夜間遺忘未曾收取，為露水所沾，第二天一看，其色分外鮮明，後主與小周後見了，一齊稱美，於是妃嬪宮人，竟收露水，染碧為衣，號為「天水碧」。後來李煜又在妃嬪宮人的妝束上，想出一種新鮮飾品，用速陽進貢的茶油花子，製成花餅，或大或小，形狀各別。令妃嬪宮女淡汝素服，縷金於面，用這花餅裝點在額上，稱為「百花妝」。
在風流浪漫生活的同時，李煜對宋朝卑躬屈節，不斷以金帛珠寶結宋朝皇帝的歡心，史載「（李）煜每聞（宋）朝廷出師克捷及嘉慶之事，必遣使犒師修貢。其大慶，即更以買宴為名，別奉珍玩為獻。吉凶大禮，皆別修貢助」，想以此來維持他在江南一隅的統治。由於國庫已經枯竭，為了上貢需要，不得不在乾德二年（964年）採納戶部侍郎韓熙載建議，發行鐵錢以救急。同時巧立名目收稅以增加財政收入，到後來，就連民間鵝生雙蛋、柳條結絮都要抽稅。有一陣金陵少雨，有人戲稱是：「雨懼抽稅，不敢入城。」
為了進一步討好宋朝，李煜又主動去唐號，改印文為「江南國主印」，將已封王的諸弟降封為公；貶損制度，下令稱教，改中書、門下省為左、右內史府，尚書省為司會府，御史臺為司憲府，翰林為文館，樞密院為光政院，其餘官稱，多所更定；宮殿悉除去鴟吻；甚至親自穿紫袍接見宋朝使臣，執藩臣禮數。然而他的苟安、他的懦弱、他的無能、他的臣服，並沒有改變趙匡胤消滅南唐的決心，便乾脆自暴自棄，日日沉湎於酒色。
趙匡胤滅南漢後，便在荊湖造大艦龍船數千艘。當時江南池州人樊若水在南唐不得志，便想歸順宋朝。他假裝在採石江面釣魚，乘小船，載絲繩，往來於南北岸幾十次，測得了江面的寬度，以此作為大禮上書宋朝，請造浮橋渡江。趙匡胤考慮到宋軍大多為北方人，不習水戰，便採納了樊若水的意見。
宋開寶七年（974年）的秋天，趙匡胤打算出兵攻打南唐，因師出無名，便派左拾遺、知制誥李穆出使江南，召李煜入朝。李煜畏懼宋朝軍威，準備入朝，但為大臣陳喬和張洎所阻，李煜遂稱病不朝。李穆勸道說：「請國主深重考慮入朝一事，希望將來不要後悔。朝廷（指宋朝）兵精甲銳，物力雄富，恐怕江南不是對手。」李煜之弟李從善之前出使宋朝，一直被扣在汴梁，李煜生怕自投羅網，始終不肯答應。趙匡胤終於有了出兵藉口，隨即以曹彬、潘美為大將，率兵十萬討伐江南。
曹彬自荊南領戰艦東下，潘美在採石架浮橋渡江，浮橋三日而成，和樊若水之前所測量的距離不差尺寸。宋軍渡江，如履平地。進至秦淮，江南水陸兵十萬列陣於金陵城下。宋軍涉水強渡，江南兵大敗。
李煜整日在深宮與僧徒道士談經論道，不問政事。金陵守將皇甫繼勳買通宮人，隱瞞戰事，李煜絲毫不知亡國在即。直到有一天，他偶然外出巡城，見到宋軍滿野，金陵岌岌可危，這才知道為左右所矇蔽，狂怒之下殺皇甫繼勳。無計之下，又只好派徐鉉、周惟簡為使者到汴京（今河南開封）向趙匡胤求和。徐鉉說：「李煜無罪，陛下師出無名。」趙匡胤道：「朕令李煜入朝，為何違令？」徐鉉答道：「李煜事陛下，如子事父，沒有過錯，為何被伐？」趙匡胤道：「既為父子，為何分成兩家。」徐鉉無言以對，知道宋帝意在江南，再無迴旋餘地。
李煜求和不成，急調駐守上江的朱令贇入援金陵。朱令贇率十五萬大軍自湖口順流而下，欲斬斷採石浮橋，以解金陵之圍。到達皖口（今安徽安慶西南，皖水入江口）時，朱令贇大軍與宋行營步軍都指揮使劉遇五千人相遇。劉遇先揮軍急攻，朱令贇下令用火油攻燒宋軍戰艦，宋軍正節節敗退時，風向忽轉，火勢反燒朱軍，南唐軍隊不戰自潰，主將朱全斌慌忙間投火自盡。此戰宋軍僥倖得勝不說，還消滅了南唐主力精銳，金陵陷於孤城危蹙中，指日可下。
李煜無可奈何，只好再派徐鉉、周惟簡出使汴京，並帶去貢銀五萬兩、絹五萬匹，乞求緩兵。徐鉉道：「李煜不是敢違抗聖旨，而是因病不能入朝。請罷兵以拯救一邦之命。」趙匡胤道：「朕已曉諭將帥，不得妄殺一人。」徐鉉還要拿出文人的那一套嘴皮子功夫，趙匡胤大怒，拔劍道：「休要多言！江南有什麼大罪，但天下一家，臥榻之側，豈容他人鼾睡！」徐鉉驚出一身冷汗，急忙退出。
宋軍攻打金陵前夕，主帥曹彬忽然稱病不視事，諸將都來問候。曹彬說：「我的病不是藥物所能醫治，只須諸位誠心起誓，克城之後不亂殺一人，我的病就自然好了。」諸將許諾，焚香為誓。曹彬這樣約束將士，是因為出征前趙匡胤已下有命令，保護金陵城和江南財富。果然，宋軍攻入金陵後，秩序井然。
李煜之前曾慷慨表示要「親督士卒，背城一戰，以存社稷」，一旦失敗，也要自焚殉國。他甚至已經在宮中堆好了柴草，但臨到最後一刻卻放棄了，最終肉袒出降。南唐國亡。
四十年來家國，三千里地山河。鳳閣龍樓連宵漢，玉樹瓊枝作煙蘿。幾曾識干戈？
一旦歸為巨虜，沈腰潘鬢消磨。最是倉皇辭廟日，教坊猶唱別離歌。垂淚對宮娥。
李煜寫罷降表後，隨即感慨地寫下這首沉痛的《破陣子》。這首詞曾經在後世引起莫大的非議，大多人認為李煜拜辭祖廟、北上而為俘虜，理應對著祖宗碑位痛哭流涕，愧對列祖列宗，愧對江南錦繡，愧對南唐百姓，而李煜卻是「垂淚對宮娥」。對於感性的李煜而言，他惟一的不幸並非亡國，而是生在了帝王家。
宋開寶九年（976年），元宵節剛過，李煜及其子弟、官屬一行四十五人到達汴京，身穿白衣，到明德樓拜見宋太祖趙匡胤。趙匡胤沒有加害，減死罪一等，因其曾守城相拒，封「違命侯」掛名擔任光祿大夫、檢校太傅、右千牛衛上將軍。李煜有自己的宅第，但有人把守，不能隨意出入，不能與外人交往，實際上仍然不過是個比較體面的囚徒。
李煜被封違命侯後，成天長吁短嘆，過著悽寂不堪的日子。好在身邊還有小周後相伴，總算給他絕望的生活平添了一絲溫暖和安慰。就在這年冬天，宋太祖趙匡胤在萬歲殿駕崩，留下千古的「斧聲燭影」之謎。趙匡胤弟趙光義即位為宋太宗後，除去李煜違命侯的封號，改封為隴西郡公。
然而，趙光義表面上優待李煜，暗地卻打美貌的小周後的主意，不斷以宮眷的名義召小周後進宮。龍袞在《江南錄》中記載：「李國主小周後隨後主歸朝，封鄭國夫人，例隨命婦入宮。每一入輒數日，出必大泣，罵後主，後主多宛轉避之。」明人沈德符《野獲編》又說：「宋人畫《熙陵幸小周後圖》，太宗戴幞頭，面黔色而體肥，周後肢體纖弱，數宮人抱持之，周後作蹙額不勝之狀。有元人馮海粟學士題曰：江南剩有李花開，也被君王強折來。」對妻子的境遇，身為丈夫的李煜除了落淚、任憑小周後泣罵外，別無他法。
也許霸佔了別人的妻子多少有些心虛，趙光義總擔心李煜會有什麼不滿之詞，千方百計地派人監視、打探他的一言一行。南唐舊臣徐鉉後來在宋朝當官，趙光義便宣召徐鉉進見，問他道：「你最近可曾見到李煜？」徐鉉知道宋朝皇帝明令禁止李煜與外人往來，立即惶恐地答道：「沒有陛下旨意，微臣安敢私自見他？」趙光義於是說：「我對你是信得過的，你儘管去見他。若有人問起，就說是我恩准的好了。」徐鉉本就難忘舊主，當下歡喜地去見李煜。
這次會見，雙方都不知說什麼好。此時，昔日的君已經是行動不得自由的階下囚，舊日的臣則在效忠對君有滅國之恨的大仇人，當此情形，又還能說些什麼呢。然而李煜見到故臣，心情激動，居然一改往日的謹小慎微，長嘆一聲說：「悔不該錯殺了潘佑、李平。」潘佑、李平都是因為在南唐滅亡前向李煜直諫被殺。徐鉉知道利害，沒有敢接話。後來趙光義問及談話內容，徐鉉不敢隱瞞，據實稟告。趙光義聽了，心中動了殺機。
太平興國三年（978年）七月初七，這天既是乞巧節，又是李煜的生日。鬱鬱不樂中，他填了一闋感舊詞——《虞美人》：
春花秋月何時了，往事知多少。小樓昨夜又東風，故國不堪回首月明中。
雕欄玉砌應猶在，只是朱顏改。問君能有幾多愁，恰是一江春水向東流。
表達了悲哀無奈的心境，以及對「故國」、「往事」的無限留戀，抒發了明知時不再來而心終不死的感慨，藝術上達到很高的境界，正所謂「不幸亡故國，有幸成詞宗」。填完《虞美人》後，將它交給歌伎演唱，他自己也擊節相和，不知不覺已經淚滿衣襟。
詞成就了李煜詞宗的英名，但這首千古傳唱的《虞美人》也將他送上了西去之路。趙光義得知後非常惱怒，認為李煜是故意藉詞發洩心中的不滿，當晚就派使者給李煜送去了牽機藥。牽機藥是一種劇毒藥，吃下去後，人的頭部向前抽搐，最後與足部拘摟相接而死，狀似牽機。李煜在使者的監視下被迫服藥，在極度的痛苦中悲慘地死去，死時年僅四十二歲。死後贈太師，追封吳王。清人袁枚曾引用《南唐雜詠》中的話評價說：「作個才人真絕代，可憐薄命作君王。」不久，悲痛欲絕的小周後也追隨李煜於地下。才子佳人終成黃土，只剩下長江水日夜不停，滾滾東去。