周德威率主力进攻幽州，派一支偏师扫清了幽州南部据点，如瓦桥关，切断了幽州、沧州之间的联系，阻断了沧州方面的支援。
如今的沧州义昌军节度使是刘守光的儿子刘继威。不得不说，这祖孙三代是一代比一代残暴，一代比一代废物。
史籍记载，刘守光的暴虐昏庸远超其父刘仁恭，而刘继威的荒淫暴虐又超过刘守光。
当桀燕面临着来自河东的巨大军事威胁的时候，刘继威却办了一件极为龌龊的事：闯进沧州军队总指挥（都指挥使）张万进的家中，强行不可描述了张万进妻女。
张万进大怒，于是发动兵变，诛杀刘继威。随后将兵变的始末缘由告诉大将周知裕，二人遂向后梁递交奏章，宣布投降归顺，同时也给河东派去使节，表示归降河东。李存勖立即命周德威入城接管。
周知裕内心忐忑不安，不知张万进的真实意图，于是逃奔后梁。
后梁改义昌军为顺化军，任命张万进为顺化军节度使。然而此时的沧州已被周德威接管，沧州义昌军实际是在河东李存勖的掌控之下。
至此，幽州刘守光失去了唯一的内援——沧州义昌军。只能困守孤城。
幽州城池坚固，周德威请求李存勖增兵援助。李存勖派李存审率领吐谷浑、契苾等部落的骑兵增援。
刘守光派燕地名将——单延珪率一万精锐出城反击。单延珪胸有成竹，说自己一定能活捉周阳五。
上一个敢说自己生擒周德威的，是“陈夜叉”；上一个敢蔑视河东军的燕将是“单无敌”。历史的经验告诉我们，任何胆敢藐视河东军队、藐视周德威的，都将付出惨痛代价。这次也不例外。
两军短兵相接，单延珪手提长枪，直奔周德威，周德威拨转马头，“逃”到一边。
就在单延珪的枪尖儿即将刺中周德威的后背时，周德威忽然向一侧闪身，让过枪头，顺势抡起手中大铁锤。
单延珪应该是听过回马枪的，却没见识过回马锤。今天，他受教了。
单延珪翻身落马，被周德威生擒。
随后，周德威把单延珪押解到燕军阵前示众。燕军随即士气崩盘，四散而逃，周德威趁机发动追击，斩三千余人。
随后，河东军连战连捷，桀燕丢城失地。刘守光最信任的大将元行钦跟河东将领李嗣源接战，八战八负，终因无力抵抗而投降，李嗣源将他认作养子。燕将高行珪、高行周也献城投降。
周德威率主力部队对幽州南门发动猛攻。刘守光派使节给周德威送来书信，请求和解，信中措辞十分卑微，苦苦哀求，乞求宽恕。
周德威冷冷一笑，回复道：“我正在南郊恭候大燕国皇帝表演‘有事于南郊’呢，怎么竟会像一个弱女子一样，楚楚可怜？我是奉命讨伐叛逆，至于和解，抱歉，不关我事！”
刘守光大为恐惧，再派使节苦苦哀求，周德威这才转告李存勖。李存勖派张承业前往幽州，跟周德威商议。
刘守光听说张承业来到前线，立刻看到了一线生机，派人告诉张承业，说自己愿意献城投降。
嘴上说投降，却在晚上借助夜色出击，收复失地，被周德威接连击败，燕军投降的士卒络绎不绝，很快，除幽州城外，桀燕控制下的所有城池全都落入河东之手。幽州成了名副其实的一座孤城。
刘守光再向契丹求援，无果；于是又向河东求和，继续遭到拒绝。
最后，刘守光亲自登上城楼，对周德威喊话道：“等晋王驾到，我就开门下跪迎接。”周德威转告李存勖，李存勖命张承业留守太原，代理军政，自己则赶赴幽州。
李存勖单人独骑，抵达幽州城下，要求刘守光履行献城投降的诺言，并当面折断一副弓，作为信物，“我对这副弓发誓，只要你出来，保你无事！”
穷途末路的刘守光并不甘心就此告别历史舞台，他依旧抱有一丝幻想，要求李存勖现身也不过是缓兵之计。
“改天再说吧。”刘守光退下城楼。幽州城依旧紧闭城门。
刘守光有位心爱的将领，名叫李小喜。李小喜一肚子馊主意，刘守光对他言听计从。当刘守光表示要投降时，李小喜义愤填膺，坚决反对，并发毒誓，誓死保卫刘守光。刘守光大受感动，因此将投降一事暂时搁置。
这位李小喜，当天晚上就偷偷缒城而出，潜入河东大营，“扑通”一声跪倒在地，投降河东，并把城内虚实和盘托出。
潘嘎之交，李小喜实力卖主求荣。
第二天，李存勖调集兵马发动猛攻，一举攻克幽州城，刘守光带着家眷逃脱，一直被软禁在城内的刘仁恭被生擒。
刘守光打算投奔沧州刘守奇（后文会讲述刘守奇出现在沧州的原因），时值寒冬腊月，天寒地冻，刘守光双脚被严重冻伤，肿痛难忍，又迷失道路，逃到燕乐（今北京市密云县东北），白天在山谷中躲藏，夜晚行走，一连几日没有东西吃。
刘守光让姬妾祝氏去村中乞讨食物。村民张师造见她不同于寻常农妇，心生疑惑，盘问之下，终于使她暴露身份，也问出了刘守光的藏身之所，于是带人将刘守光及其两个老婆、三个儿子抓获，打包送与河东军报功领赏。
李存勖正在举行庆功宴会，官员把刘守光押到，李存勖当即调侃道：“主人怎么听到客人到访后，逃得这么远？”
刘守光无地自容，与父亲刘仁恭一同被送到馆驿，得到了较为舒适的待遇，李存勖为他们供应饮食衣物及生活器具。
李存勖把消灭桀燕、俘虏刘守光父子的消息昭告天下，写成“露布”。
露布，最初的意思是不封口的公文，表示人人可看，后来多用作政治宣传，即把告捷文书写在布匹或绸缎上，用竹竿挑起或在地上拖行，让老百姓参观。
刘仁恭、刘守光戴着手铐脚镣，站在露布之下，经受着最后的侮辱。
刘仁恭夫妇对刘守光大声唾骂，“逆子，看你把咱家害得多惨！”刘守光低头无语。
豁子嘴吃肉，肥也别说肥。
几天后，李存勖途径定州，与王处直一同进庙焚香；当天入境成德，王镕亲自到边境迎接。
乾化四年（914）正月初一，王镕到李存勖营帐拜年祝福，同时提出一个小小的要求，说自己久仰刘仁恭大名，想借此机会亲眼看一看传说中的刘窟头。
李存勖征讨幽州前，王镕曾与李存勖在娘子关会面。李存勖管王镕叫“叔”，而王镕管李存勖叫“四十六舅”，二人又结成了儿女亲家，王镕幼子王昭诲娶李存勖的女儿（娃娃亲，王昭诲此时应该还是婴儿）。所以李存勖与王镕的交情不一般。
面对王镕的请求，李存勖一口答应，随后命人撤去刘仁恭、刘守光的刑具，领到席上，供人参观。
刘氏父子向王镕下跪磕头，王镕亦叩头回拜，并赐衣服、马具及酒食。客气了两句之后，刘氏父子居然真的大大咧咧地入席，开心地饮酒吃肉，毫无惭愧之色，这脸皮比幽州的城墙要厚。
正月十五元宵佳节当天，李存勖用铁链子拴着刘仁恭、刘守光，像牵狗一样，命他二人走在队伍的最前面，军乐队高奏凯歌，进入太原。
李存勖把刘仁恭、刘守光带到李克用庙前，告慰先父在天之灵，然后亲自到刑场上监斩。
刘守光吓得魂飞天外，大叫道：“我自知难逃一死，可有一事不服！怂恿我拒绝投降的，是李小喜，可他反而投降，卖主求荣，我死有不甘！”
李存勖找来李小喜，让二人当面对质。
面对旧主，李小喜目露凶光，厉声斥责刘守光，“你对父母兄弟的禽兽行为（私通父亲小妾、囚禁父亲、杀死哥哥），也是我教你的？”
李存勖见到李小喜这幅小人得志、悖逆旧主的嘴脸，不由大怒，下令：先斩李小喜！
刘守光趁机乞求道：“我擅长骑马射箭，不失为将才，大王欲霸天下，何不留我效力？”
他的伪皇后李氏、妃子祝氏都十分鄙夷他，斥责道：“好歹也是当过皇帝的人了，别丢人了好吧？事到如今，即便苟活，又有什么意义？大丈夫有死而已，有何惧哉？”
两个弱女子倒是昂首挺胸，慨然赴死。
刘守光至死都哀号不止，哭求饶命之声久久回荡。
斩首刘守光之后，李存勖下令，把刘仁恭押到代州，在李克用墓前，把刘仁恭剖腹挖心，再斩首。
李存勖，终于完成了父亲的第一个遗愿，消灭幽州刘氏父子。将幽州卢龙军、沧州义昌军纳入河东版图，镇州成德军、定州义武军也变成了河东集团的势力范围，整个黄河以北，后梁的势力范围就只剩下了魏州魏博军，而且也陷入了河东集团的三面包围之中。
在灭掉幽州刘仁恭父子之后，李存勖与王镕、周德威在赵州举行了三巨头会议，打算乘胜南下，攻取后梁的邢州东昭义军。
李嗣昭从太行山以西的潞州前来会师，后梁魏博节度使杨师厚率部增援邢州，眼看一场恶战就要打响。
关键时刻，河东一员裨将曹进金阵前变节投敌，投奔后梁，将重要的军事情报出卖给后梁。李存勖综合分析之后，决定取消战斗计划，撤军休整。双方偃旗息鼓。
对于叛徒曹进金，李存勖只能宣布收回他的“云”字……“进”字。
幽州刘守光僭越称帝，吸引了河东主力，使之在取得“潞州之战”、“柏乡之战”的胜利后，主动由攻转守。这是朱温收复失地、挥师北伐的重大时机，而且这还不是唯一的时机。因为与此同时，王建与李茂贞公开决裂，岐蜀内斗，也帮朱温消除了西部危机。