由於王昭遠率蜀軍北上，故而，趙匡胤此番攻後蜀，主要戰場就應在宋軍主帥王全斌的北路。不過，東路宋軍在整個戰局中的作用也不可小覷，他們肩負著側應和北路宋軍的任務。
東路三萬宋軍在副帥劉光義和監軍曹彬的指揮下，從歸州出發，向西攻入蜀境，只用了不到兩天的工夫，就打到了巫山、巫峽一帶，與後蜀國的水師都指揮使袁德宏的二萬多兵馬相遇。
袁德宏的二萬多兵馬雖然都是水軍，但為了阻擋宋軍，他親率一萬多人在巫山建了十多個軍寨。袁德宏的意思是，巫山就在長江的邊上，如果宋軍攻打巫山軍寨，則長江裡的蜀軍水師就可上岸支援，同樣，如果宋軍攻打蜀軍水師，那袁德宏便可率巫山上的軍隊下山襲擊宋軍。原德宏的意思很明顯：陸地和水中互相側應、互相支援，將宋軍拒於巫山以東。
許是袁德宏對自己太有信心了，故而，宋軍開到了巫山附近後，他都沒有把這一軍情告之蜀寧江節度使高彥壽。而高彥壽所在的夔州距巫山還不到一百里，且高彥壽的手中也有二萬多兵馬。或許，袁德宏是怕高彥壽搶了他的功勞吧。
巫山一帶因為多山，所以地勢很險峻。不過，宋軍對這一帶的地形及袁德宏的兵力部署早已瞭然在胸。
宋軍副帥劉光義對監軍曹彬笑言道：「那袁德宏的想法不錯啊！如果我軍強行從長江和巫山之間越過，他的軍隊就會利用有利地形從水陸兩處夾擊我們！」
「是啊，」曹彬言道，「袁德宏也算不上是個愚笨的人，他知道我們沒有帶水軍來，所以他的水軍就處在了一個很好的位置上！」
劉光義言道：「看來，我們一定要在這裡同袁德宏打上一仗了！」
「不僅要打上一仗，」曹彬道，「我們還要奪得他們的戰船幫我們去攻打夔州！」
劉光義又笑謂曹彬道：「曹大人，如果我們在攻打巫山上蜀軍營寨的時候，蜀軍水師沒有傾巢出動上岸，那麼，袁德宏就真的不是一個太笨的人，反之，我劉某就不好評價他了！」
曹彬也忍不住笑道：「劉大人，照你這麼說，那袁德宏就肯定是個笨蛋！」
「但願如此吧。」劉光義道，「不過，不管怎麼說，我們也當盡快地通過這裡！」
曹彬點頭：「劉大人說得對！即使我們奪不了戰船，我們也應速戰速決，迅速地西進去攻取夔州！」
於是，二人作了分工。劉光義領兵先去攻打巫山上的袁德宏，曹彬則領兵伏在江邊，待蜀軍水師上岸，趁機奪取戰船。
在領兵數量這一問題上，劉光義和曹彬發生了一點小小的爭執。曹彬以為，巫山地勢複雜，又有袁德宏坐鎮指揮，所以主張分給劉光義二萬兵馬。而劉光義則認為，曹彬不僅要奪取戰船，還要擊潰蜀軍水師，任務艱巨，理所當然地要多帶些兵馬。最終，曹彬提出了折衷方案：三萬宋軍，一人一半。劉光義雖有些不滿意，卻又提不出更好的方案來，只好點頭。
劉光義率先領兵出發了，出發前，他把大小將領都召到身邊吩咐道：「山中蜀軍營寨雖多，但最關鍵的就是那個巫山寨，袁德宏也就在那裡。所以，我們就棄其他軍寨於不顧，專攻巫山寨。只要我們一攻巫山寨，其他軍寨的蜀兵就會立即趕來支援。這樣，我們就可以在巫山寨一帶與蜀軍痛痛快快地大打一場了！」
劉光義所言，頗有見地。這也充分反映了趙匡胤在選將上是很有眼光的。巫山地形險峻而複雜，如果宋軍逐寨攻打，則不僅費時，還要吃不熟悉地形地勢的虧，而宋軍集中全力專攻巫山一寨，則不僅可以將山中所有的蜀軍大部調動過來，且還可以發揮宋軍人數上的優勢，尤其是發揮宋軍將猛兵勇的優勢，對蜀軍取得速勝。劉光義此招，當可稱得上是「以己之長，克敵之短」。
當然了，如果袁德宏也是一名精明之將，儘管他憑著當時的軍隊很難打敗宋軍，但宋軍要想在巫山上取得速勝，也不是一件容易的事。袁德宏只需要帶著軍隊在山上兜圈子，就會令劉光義頗為頭疼了。
然而，正如劉光義和曹彬所評價的那樣，袁德宏是個笨蛋。劉光義領兵剛攻向巫山寨，袁德宏就派人連發了兩道命令：山中各寨蜀軍迅速增援巫山寨；長江蜀軍水師立即登岸夾擊宋軍。袁德宏這麼做，豈不是正中劉光義和曹彬的下懷。
巫山上各軍寨的蜀兵接到袁德宏的命令後，急急忙忙地趕往巫山寨。劉光義吩咐部將道：「告訴弟兄們，在蜀軍沒有完全潰敗之前，只顧砍殺，不要優待什麼俘虜！」
劉光義這話的意思是，在沒有徹底勝利之前，即使蜀軍官兵有投降者，也要立即殺死。這話聽來多少有些殘忍，不過，就當時情形而言，劉光義也著實沒有精力和人力去看管蜀軍俘虜。
各寨的蜀兵都趕到了巫山寨附近，一萬五千宋軍與萬餘蜀軍便在崎嶇的山坡上展開了面對面的廝殺。這顯然是一場強弱分明的戰鬥。宋軍不僅人多，而且氣勢如虹。而蜀軍不僅人少，且士氣低落。
巫山上的戰鬥約摸持續了兩個時辰，這兩個時辰的戰鬥大致可以分為兩個階段。第一個階段尚可稱之為混戰，宋軍官兵和蜀軍官兵裹雜在一起亂衝亂殺，而第二個階段就不同了，蜀軍官兵四處逃竄，宋軍官兵跟在後面追殺。雖有不少蜀軍官兵因未及逃跑跪地投降的，但都被宋軍官兵遵照劉光義的命令無情地砍下了腦袋。
兩個階段的戰鬥結束後，除袁德宏及千餘名蜀軍尚龜縮在巫山寨內，其餘蜀軍，五千多人被殺死，三千多人逃散在巫山之中不知去向，竟無一人成為宋軍俘虜。
俘虜終還是有的，聞聽宋軍要火燒巫山寨，那袁德宏撐不住了，領著一千二百多手下走出巫山寨，乖乖地做了劉光義的俘虜。這時候的劉光義變得很大度了，有部下建議取下袁德宏等人的首級，劉光義訓斥部下道：「吾皇陛下寬厚仁慈，我等臣子，如何能與陛下背道而馳？」
有意思的是，袁德宏雖然被俘，卻有些不服氣。他氣呼呼地對劉光義言道：「如果我的水師聽從我的命令迅速上岸從背後夾擊劉將軍，那此刻成為階下囚的，恐就不是我袁某了！」
真是可悲，事已至此，袁德宏連來犯的宋軍底細都未能弄清。不知對方底細，只顧自己佈陣，這又何異於紙上談兵。
劉光義大笑著謂袁德宏道：「袁將軍，不是你的水師不聽從你的命令，而是你的水師命運恐怕比你還要糟糕啊！」
見袁德宏似有不信之意，劉光義就輕言道：「袁將軍，我等還是速速下山去吧！」
誠如劉光義所言，袁德宏的水師的命運實不比袁德宏好在哪裡。而若從後蜀國的角度來考慮，袁德宏水師的命運就的確比袁德宏還要糟糕，原因是，袁德宏雖然被俘，但好歹揀著了一條性命，而袁德宏的水師一潰敗，後蜀國的水軍就幾乎全軍覆沒了。
劉光義領兵在巫山上打響戰鬥後，曹彬便把一個部將叫到身邊言道：「蜀軍戰船上載有不少糧食，我給你三千弟兄，待蜀軍水師上岸後，你就直撲江邊，盡可能地把那些糧食先搶到手！」
那部將領命而去。曹彬又把其他部將召到身邊言道：「待蜀軍水師過來，你們就領著弟兄們拚命地砍殺！不然，讓這些蜀兵逃到夔州，終也是我們的麻煩。」
眾將領個個抖擻起精神，就等著殺敵了。而這一切，蜀軍水師就與他們的統領袁德宏一樣，全然不知。
接到袁德宏的命令後，蜀軍水師除留下千餘人看守戰船外，其餘官兵一起上了岸，急沖沖地向巫山寨趕去。走不多遠，便遭到了曹彬及一萬二千宋軍的攔截。
本來，儘管蜀軍水師不是曹彬及宋軍的對手，但還不至於潰散得那麼快，可事實是，蜀軍水師剛一與曹彬打了個照面就一觸即潰了。為何會這樣？原因在於，不少蜀軍水師官兵看見，有一支宋軍像閃電一般地撲向了江邊。於是，這些蜀軍官兵便驚慌地大叫道：「不好了！宋軍斷了我們的後路了！」這一大叫不要緊，上了岸的蜀軍水師頓時大亂。這些蜀軍本來就沒什麼鬥志，腳陣一亂，更加無心戀戰，故而，曹彬領著宋軍只那麼一衝，這些蜀軍就立即潰散了。
曹彬大叫道：「弟兄們，追上去！不能讓他們逃掉！」
劉光義在巫山好歹還領著宋軍與蜀軍廝殺了一陣子，曹彬倒好，一開始戰鬥就領著宋軍追殺蜀軍了。不過，曹彬的追殺花去了很長一段時間，且也沒有將逃敵全部追殲。
曹彬所部宋軍共斬殺六千多蜀軍，最突出的戰果是，繳獲了兩百多艘大戰船，戰船上還載有許多糧食。