王濬从武昌顺流而下，直奔建业；吴主孙皓派游击将军张象率领一万水军前去抵御，张象的军队看到王濬的军旗就投降了。王濬的军队兵甲满江，旌旗遮蔽了天空，威势非常盛大，吴国人非常害怕。
吴主孙皓的宠臣岑昏，因为为人阴险狡诈、阿谀奉承，得以位列九卿。他喜欢大兴土木，让百姓深受其苦。等到晋军快要打到的时候，殿中的几百名亲信大臣向吴主叩头请求说：“北方的晋军一天天逼近，而我们的军队却不奋起抵抗，陛下打算怎么办呢？”吴主问：“这是为什么呢？”大臣们回答说：“都是因为岑昏啊。”吴主自言自语地说：“如果是这样，那就拿这个奴才向百姓谢罪吧！”众人连忙回应说：“是！”于是众人一起冲上去抓住岑昏；吴主派人接连追赶制止，但是岑昏已经被众人杀了。
陶濬原本要去讨伐郭马，走到武昌时，听说晋军大举进攻，就率军东撤。回到建业后，吴主召见他，询问水军的情况，陶濬回答说：“蜀地的战船都很小，（胡三省注：陶濬大概是根据平常看到的蜀船来说的，由此也可以看出他侦察情报不仔细。）现在如果能给我两万名士兵，乘坐大船去作战，肯定能打败晋军。”于是吴主召集军队，授予陶濬符节和斧钺。第二天就要出发了，可是当天夜里，士兵们全都逃散了。
当时王浑、王濬以及琅邪王司马伷都已经逼近吴国边境，吴国司徒何植、建威将军孙晏（胡三省注：汉光武帝任命耿弇为建威大将军，建威这个名号就是从那时开始的。）都把官印和符节送到王浑那里投降。吴主采用光禄勋薛莹、中书令胡冲等人的计策，分别派使者向王浑、王濬、司马伷送去书信请求投降。他还给大臣们写了信，深深自责，并且说：“现在大晋平定了天下，正是英雄豪杰施展才华的时候，不要因为改朝换代，就丧失了自己的志向。”使者先把玉玺和绶带送到琅邪王司马伷那里。壬寅日，王濬的水军经过三山（在今江苏南京江宁区西南）。王浑派信使邀请王濬暂且前来商议事情。（胡三省注：信，就是信使；要，通“邀”；蹔，同“暂”。）王濬却扬起船帆，直指建业，并回复说：“风势正顺，不能停泊！”当天，王濬率领八万士兵，战船相连百里（胡三省注：《诗经》说：“就其深矣，方之舟之。”注释说：方，就是筏子；舟，就是船。《尔雅》说：把方木放在水上叫做泭，音夫。），擂鼓呐喊着攻入石头城。吴主孙皓反绑双手，拉着棺材，来到军营门前投降。王濬解开他的绳索，烧掉棺材，邀请他相见。王濬收缴了吴国的地图和户籍，一共攻克了四个州，四十三个郡，五十二万三千户人家，二十三万士兵。（胡三省注：吴国拥有荆州、扬州、交州、广州四个州。汉献帝兴平二年，孙策开始夺取江东地区；魏文帝黄初三年，吴王孙权称帝；吴国历经四位君主，共五十七年而灭亡。）
朝廷得知吴国已经平定，大臣们都来祝贺，为晋武帝敬酒祝寿。晋武帝手持酒杯，流着泪说：“这是羊太傅的功劳啊！”（胡三省注：《异义》记载：《韩诗》中说，一升叫做爵，爵，有尽、足的意思。羊祜被追赠为太傅。）骠骑将军孙秀却不祝贺，（胡三省注：孙秀归降的事情，见《资治通鉴》第七十九卷泰始六年的记载。）他面向南方，流着泪说：“从前讨逆将军（指孙策，他起兵之初，袁术上表举荐他为怀义校尉）二十岁就以一个校尉的身份开创大业。如今后主（指孙皓）却把江南地区拱手让人，宗庙和先帝的陵墓都将化为废墟，悠悠苍天啊，这到底是谁造成的呢！”（胡三省注：这是《诗经·黍离》中的言辞。）
在吴国还没有被攻克的时候，大臣们都认为不能轻易进军，只有张华坚持认为必定能够取胜。贾充上表说：“吴国的土地不可能全部平定，正值夏天，长江、淮河一带地势低洼潮湿，疾病瘟疫肯定会流行，应该召回各路军队，再做以后的打算。就算腰斩张华，也不足以向天下人谢罪。”晋武帝说：“这是我的意思，张华只是和我意见相同罢了。”荀勖又上奏，认为应该按照贾充的奏表行事。晋武帝没有听从。杜预听说贾充上奏请求撤兵，赶紧上表据理力争，使者到达轘辕（在今河南偃师市东南）的时候，吴国已经投降了。贾充又惭愧又害怕，到朝堂请罪，晋武帝安抚他，没有追究。
夏季，四月甲申日，晋武帝下诏赐给孙皓归命侯的爵位。
乙酉日，晋武帝大赦天下，改元太康（从这之后，之前的事情都属于咸宁六年）。并下令全国大宴五天。晋武帝派遣使者分别前往荆州、扬州安抚百姓，吴国的州牧、太守以下的官员都不更换，废除苛刻的政令，一切都从简处理。
滕修讨伐郭马没有成功（去年吴主孙皓派滕修讨伐郭马），听说晋国攻打吴国，就率军前往救援。到达巴丘时，得知吴国已经灭亡，他身穿丧服，痛哭流涕，然后返回。他和广州刺史闾丰（闾，是姓氏；丰，是名字，与后魏的闾大肥不是同一族。闾大肥出自柔然郁久闾氏；《左传》记载，楚平王的儿子启，字子闾，他的后代以闾为氏）、苍梧太守王毅分别