晋穆帝永和三年丁未，公元347年春季，二月，桓温的部队抵达青衣。成汉国主李势大举出兵，派叔父右卫将军李福、堂兄镇南将军李权、前将军昝坚等人率领兵众，从山阳开赴合水。众将领想要在长江以南设下埋伏以等待东晋的军队，昝坚没有听从，带领军队从长江以北的鸳鸯渡过长江，奔赴犍为。

三月，桓温抵达彭模。有人提议应该兵分两路，分头并进，用以削弱成汉军的威势。袁乔说：“如今孤军深入万里之外，胜利可以建立大功，败则尽死无遗，应当聚合威势，齐心协力，以争取一战成功。如果兵分两路，则众心不一，万一一方失败，讨伐蜀汉的大事就完了。不如以完整的军队前进，扔掉釜甑一类的炊具，只带三天的军粮，以显示义无返顾的决心，肯定可以取胜。”桓温听从了他的意见。留下参军孙盛，周楚带领瘦弱的士兵守卫轻重装备，桓温亲自统率步兵直接开赴成都。周楚是周抚的儿子。

李福进军攻打彭模，孙盛等人奋力反击，赶跑了他。桓温进军，遇上了李权，三次交战，三次获胜，成汉的军队溃散逃回了成都，镇军将军李位都迎到桓温那里投降。昝坚到了犍为以后，才知道和桓温走的不是一条路，掉头返回，从沙头津渡过长江，等到抵达成都，桓温已经驻扎在成都的十里陌，昝坚的兵众自己就溃散了。

李势把全部兵众都调往成都的笮桥迎战，桓温的前锋部队出师不利，参军龚护战死，流箭射中了桓温的马头。兵众见状十分害怕，想要撤退，而负责击鼓的官吏却误击了前进的鼓声。袁乔拔出战剑督促士兵奋力攻战，终于大败李势的军队。桓温乘胜长驱直入抵达成都，放火焚烧了城门。成汉人惊慌恐惧，再没有继续抵抗的斗志了。李势趁夜打开东门逃跑，到了葭萌，让散骑常侍王幼给桓温送去了请求投降的文书，自称“略阳人李势叩头请求死罪。”不久便拉着棺材，双手反绑于身后来到了桓温的军营门前投降。桓温为他松开了双手，焚烧了棺材，把李势及宗室亲属十多人送到了建康。任用汉司空谯献之等作为参佐，举拔贤能奖掖善事，蜀人十分高兴。

日南太守夏侯览贪婪放纵，侵吞掠夺胡族商人，又下令征调造船用的木材，说准备讨伐征战使用，因此各国对他十分愤恨。林邑王范文攻陷了日南，日南的将士有五六千人死亡，杀掉了夏侯览，用他的尸体祭祀上天。给交州刺史朱蕃送去檄文，请求以郡北的横山作为与晋的分界。范文离开以后，朱蕃让督护刘雄戍守日南。

成汉过去的尚书仆射王誓、镇东将军邓定、平南将军王润、将军隗文等人全都起兵反叛，各自拥有兵众数万。桓温亲自攻打邓定，让袁乔攻打隗文，全都大败了他们。桓温命令益州刺史周抚镇守彭模，斩杀了王誓、王润。桓温在成都逗留了三十天，整顿部队后返回了江陵。李势抵达建康，被封为归义侯。夏季，四月，丁巳二十九日，邓定、隗文等人进占成都，征虏将军杨谦放弃了涪城，退守德阳。

后赵凉州刺史麻秋攻打罕。晋昌太守郎坦因为罕城大难以防守，想放弃外城。武成太守张悛说：“放弃了外城就会动摇众心，大事也就完了。”宁戎校尉张琚听从了张悛的话，固守城池。麻秋率领八万兵众将护城河团团包围，云梯地道，各路俱进，城中的士兵顽强抵抗，麻秋的兵众死伤数万。后赵王石虎又派他的将领刘浑等人率领步、骑兵二万人与麻秋会合。郎坦痛恨张悛不采纳自己的意见，叫军士李嘉悄悄地带领一千多赵士兵登上城墙。张琚督促众将领奋力战斗，杀死了二百多人，后赵军队这才后退。张琚焚烧了后赵军队进攻的器械，麻秋退守大夏。

石虎任命中书监石宁为征西将军，率领并州、司州的军队二万多人作为麻秋的后继部队。张重华的部将宋秦等人率领二万多户人家向后赵投降。张重华任命谢艾为使持节、军师将军，率领步、骑兵三万人进军临河。谢艾乘着轻车，戴着白色便帽，击鼓前进。麻秋远远望见，愤怒地说：“谢艾是年轻书生，如此穿着，这是轻视我。”于是就命令装备黑色矛的三千龙骧兵驰马攻打他，跟随在谢艾周围的人大为惊忧。有人劝谢艾应该骑马，谢艾不听，下车以后，坐在交椅上，指挥部署，后赵军以为有伏兵，因害怕不敢再前进了。别将张瑁率兵从小路截断了后赵军队的后路，后赵军队兵退，谢艾乘势进攻，大破后赵军，斩杀了后赵将领杜勋、汲鱼，斩杀其兵众一万三千多人，麻秋单身匹马逃奔大夏。

五月，麻秋和石宁又率领十二万兵众进军驻扎在黄河以南，刘宁、王擢攻略晋兴、广武、武街，直至曲柳。张重华让将军牛旋抵抗他们，后退固守罕，姑臧城内大为震恐。张重华想亲自出征抵抗，谢艾退切劝谏。索遐说：“君王镇摄一国，不可轻率行动。”张重华于是任命谢艾为使持节，都督征讨诸军事、行卫将军职，任命索遐为军正将军，率领二万步、骑兵抵抗赵军。别将杨康在沙阜打败刘宁，刘宁后退驻扎在金城。

六月，辛酉初五，晋实行大赦。

秋季，七月，林邑的军队又攻陷日南，杀掉了督护刘雄。