七月，岑彭開始發動對成都的攻擊戰，讓臧宮與護軍揚翕帶領5萬俘兵，從涪水上平曲抗拒延岑，並布置許多疑兵陣，以迷惑延岑而牽製他的兵力；岑彭自己率領漢軍乘船還江州，然後溯都江而上，襲擊黃石的侯丹軍，並把侯丹軍打得大敗。於是岑彭迅速向蜀軍主防線的背後成都進擊；日夜倍道兼行，疾馳2000多裏，進抵武陽（今四川彭山縣東），並很快攻占該城，隨即又派精銳騎兵馳襲廣都（今四川雙流縣東南），直逼成都。岑彭軍這種從側翼進行奇襲的行動，勢如迅雷，所到之處，蜀之兵民四處逃散，蜀之全軍無不震駭。所以公孫述大驚並用杖敲打著地說：“怎麽會這麽神速呢？”情勢的嚴重性由此可見一斑。
平曲方麵的戰鬥，臧宮率俘兵五萬及本部兵在平曲抗拒並阻止了延岑的攻擊，延岑遂在沅水停止前進。這時臧宮軍因為後方糧食運輸量不足，兵多食少，軍中引起不少的恐慌，俘兵情緒更不穩定，想逃跑或反叛，郡邑又保聚自守，觀望成敗；因而臧宮陷於進退維穀中，不退則軍中缺糧，俘兵都要叛散，撤退則又恐怕延岑的軍隊會追襲。臧宮在這種窘迫危急的形勢下，正好光武帝派遣的增援軍隊到達，且有馬700多匹，臧宮遂乘這種增援的聲威驅軍而進，並多張旗幟，登山鼓噪，以給敵人造成百萬之眾的假象；同時讓步兵在右，騎兵在左，挾船師在江前進，日夜疾馳，向延岑軍進襲。延岑沒料到臧宮軍會這麽快來到，登山一望，看到漢軍兵眾氣盛，而大為震恐；臧宮遂發動進攻，很快打敗延岑，斬敵及敵人溺死者達萬餘人。延岑敗走成都，他的軍隊大多降漢。於是，光武帝給公孫述寫信勸其投降，陳言禍福，並示以丹青之信，被公孫述拒絕，於是光武帝展開對成都的攻奪戰。
十月，公孫述困守成都，使用間諜戰術，派刺客裝扮成亡奴投降岑彭，利用夜間混入岑彭近前刺殺了岑彭。岑彭被刺殺後，漢軍失去主將，監軍太中大夫鄭興就暫時代替岑彭統製全軍，退出武陽以等待吳漢的增援。十二月，吳漢率3萬軍溯江而上，接領鄭興所統率的岑彭軍，並立即向成都再次展開攻擊。