周世宗进攻寿州，把它重重包围，用两船相并载着炮，从淝河中流炮击寿州城；又把几十万根大竹子捆扎在一起，上面盖上木屋，号称“竹龙”，载上甲兵攻城，又决水寨之水流入淝河。用各种方法攻城，从正月到四月都没能攻下，而这年非常炎热，大雨十多天不停，周军营寨水深几尺，淮河、淝河暴涨，炮船竹龙都漂到南岸，被李景的军队焚烧，周军死了很多人。
第二年正月，周世宗又到淮河边。全部攻破紫金山下的营寨，毁坏夹道，李景的军队大败，将领们大多被俘获，而李景的守将广陵冯延鲁、光州张绍、舒州周祚、泰州方讷、泗州范再遇等人。有的逃跑，有的投降，都不能坚守，即使是李景君臣，也都震惊畏惧，上表称臣，愿意割让土地、献纳贡赋，以证明降服诚意，而刘仁赡独自坚守，不能攻下。周世宗让李景派来的使臣孙晟等人到城下告知刘仁赡，刘仁赡的儿子刘崇谏趁着他父亲患病，图谋和将领们出城投降，刘仁赡立即命令将他斩首，监军使周廷构在中门哭泣挽救他，没有救成，于是士兵们都感动得哭起来，愿意以死守城。
三月，刘仁赡病重，已经不省人事，他的副使孙羽伪造刘仁赡的信，献城投降。周世宗命令把刘仁赡抬到营帐前，感叹很久，赐给他玉带、御马，又让他进城养病，这天死去。韶书写道：“刘仁赡对他所事奉的人竭尽忠诚。坚守节操，无所亏损，前代的名臣，有几个能和他相提并论!我出征南方，以得到你为最大收获。”于是拜刘仁赡为检校太尉兼中书令、天平军节度使。刘仁赡不能接受任命而死去，享年五十八岁。
周世宗派使臣吊祭刘仁赡，丧事由官府出资，追封为彭城郡王，任他的儿子刘崇赞为怀州刺史，赐给庄园、住宅各一处。李景听说刘仁赡死，也追封他为太师。寿州原来的州治为寿春，周世宗因它难以制胜，于是将城迁到下蔡，而恢复它的军镇建置，称号为忠正军，说：“我用它来表彰刘仁赡的忠节。” 唉，天下憎恶梁已经很久了!但不幸生在那个时代的义士，不做它的臣子是可以的，那些享用他主人俸禄的人，必然要为他主人的事而死，可以说是死得其所啊!刘仁赡既然杀死他的儿子来表明自己的意志，哪有临死变节的呢？现在的《周世宗实录》载有刘仁赡的降书，这是他的副使孙羽等人写的。当周世宗时，王环为蜀国守卫秦州，很久都攻不下来，后来他力尽而投降，周世宗很是赞赏他的忠诚，但只封为大将军。就周世宗对他们两人厚薄不同并考察周世宗的制诰，可知刘仁赡不是投降的人。
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