刘秀将亲率大军征讨公孙述。秋季，七月，抵达长安。公孙述使其将延岑、吕鲔、王元、公孙恢悉兵拒广汉及资中，又遣将侯丹率二万余人拒黄石。岑彭使臧宫将降卒五万，从涪水上平曲，拒延岑，自分兵浮江下还江州，溯都江而上，袭击侯丹，大破之；因晨夜倍道兼行二千余里，径拔武阳。使精骑驰击广都，去成都数十里，势若风雨，所至皆奔散。初，述闻汉兵在平曲，故遣大兵逆之。及彭至武阳，绕出延岑军后，蜀地震骇。述大惊，以杖击地曰：“是何神也！”
公孙述派将领延岑、吕鲔、王元、公孙恢调动所有的兵力，据守广汉和资中。又派将领侯丹率领二万余人据守黄石。岑彭命臧宫率领归降士兵五万人，沿涪水而上到平曲，对抗延岑。岑彭自己率领军队从垫江乘船由长江而下返回江州，又逆都江而上，袭击侯丹，大破敌军。然后日夜兼程，急行军二千余里，径直攻陷武阳。又派出精锐骑兵，疾驰袭击广都，离成都数十里。攻势如暴风骤雨，兵锋所至，公孙述的军队全都奔逃四散。当初，公孙述听说东汉军队在平曲，所以派大军迎击。等到岑彭进抵武阳县，绕到延岑军队的背后，蜀地之人震骇。公孙述大惊，用杖敲打地面，
说：“怎么这样神速！”延岑盛兵于沅水。臧宫众多食少，转输不至，降者皆欲散畔郡邑，复更保聚，观望成败。宫欲引还，恐为所反；会帝遣谒者将兵诣岑彭，有马七百匹，宫矫制取以自益，晨夜进兵，多张旗帜，登山鼓噪，右步左骑，挟船而引，呼声动山谷。岑不意汉军卒至，登山望之，大震恐；宫因纵击，大破之，斩首溺死者万余人，水为之浊。延岑奔成都，其众悉降，尽获其兵马珍宝。自是乘胜追北，降者以十万数。军至阳乡，王元举众降。延岑在沅水布下大军。臧宫人多粮少，粮草等物资运输不继，投降的官兵都想逃散背叛，当地郡县城邑又重新屯聚堡垒自守，以观望成败输赢。臧宫想率军撤退，，恐怕会引起大规模反叛。正巧，刘秀派谒者带兵到岑彭那里，有战马七百匹。臧宫假传圣旨，全部收取充实自己。不分昼夜地进军，树起许多旗帜，登上山头擂鼓呐喊。右岸是步兵，左岸是骑兵，护卫着战船推进，呼喊声震动山谷。延岑想不到东汉的军队会突然到来，登上山头眺望，大为震恐。臧宫趁机纵兵攻击，大败敌军，斩首、淹死的有一万余人，水流都因此变得混浊了。延岑逃奔成都，他的军队全都投降，臧宫夺得延岑所有的兵马珍宝。于是乘胜追击败兵，投降的公孙述军队数以十万计。大军抵达阳乡，王元率部众投降。
帝与公孙述书，陈言祸福，示以丹青之信。述省书太息，以示所亲。太常常少、光禄勋张隆皆劝述降。述曰：“废兴，命也，岂有降天子哉！”左右莫敢复言。少、隆皆以忧死。刘秀给公孙述写信，陈述利害祸福，表示坚决信守的承诺。公孙述看信叹息，把它给亲信传阅。太常常少、光禄勋张隆全都劝公孙述投降。公孙述说：“一废一兴，都是天命，岂有投降的天子呢？”左右不敢再说话。常少、张隆都因过度忧虑而死。
