5月1日，真宗再次下诏，重申朝廷招抚政策，强调凡是遭胁迫而从贼者，如能归顺，即刻恢复平民身份，既往不咎。
在这期间，王均屡次出击，均被官军打退。无奈之下，王均毁掉吊桥，堵住城门，要死守到天荒地老。
经过几个月的休整后，雷有终在8月祭出了大杀器——洞屋，云梯。显然，雷有终做好了强攻的准备。
在雷有终的指挥下，官军百道攻城，一场惨烈的攻坚战拉开了序幕。贼军负隅顽抗，他们的“开国元勋”赵延顺在战斗中被击毙。
让雷有终极为抓狂的是老天爷偏心眼儿，每当他攻城时，都会降下瓢泼大雨，城墙湿滑无比，让云梯等登城器械很难发挥作用；贼军又通过挖地道的方式克制了官军的洞屋。官军伤亡惨重，不得不暂时放弃强攻，后撤休整。
城中贼军弹冠相庆，大摆庆功宴，吃着火锅还唱着歌，据说宴饮声直达城外。在跳梁小丑们的歌舞声中，官军却因酷暑湿热而爆发瘟疫，造成药品短缺，雷有终不得不去其他州县紧急购买药物。
王均毕竟是跳梁小丑，沐猴而冠，他的战略眼光和政治头脑远不及黄巢。虽然暂时小胜官军，但他毕竟是困守孤城，早晚必败。所以他的最优解就是及时变现出逃，将军事优势进行政治套现，比如现在，他完全可以提出谈判请求，接受招安。这才是上策；
或者集中力量，乘胜出击，向北控制剑门关，向东控制夔州等入川水路，然后逐步蚕食川蜀之地，做到真正的割据称雄，恢复“前蜀”、“后蜀”的基业。这是中策；
王均选择了下策，继续躲在成都城负隅顽抗，等待灭亡。
鉴于成都前线的严峻形势，朝廷再派援军，由宦官秦翰带队。秦翰抵达前线后，与雷有终开了个碰头会，然后就商量出了一个破敌之策。其实方法很传统，那就是筑高台。
在城外造一个人工小山，也就是比城墙还高的一座山，这样就能居高临下，对守军形成火力压制，让城墙的优势大打折扣。
官军在城北筑起土山，随后就攻克了外城。官军以外城为阵地，继续向内推进，使用的工具仍然是朴实无华的洞屋。
守军在城墙外侧搭设敌棚，即用木梁从城墙垛口向外延伸，然后以此为依托，用木板搭建起来的“小阳台”，悬挂在城墙之外，这样既可以有效阻挠攻城方架设云梯，又可以直接向下攻击洞屋。守军给这种敌棚起了个喜庆的名字，“喜相逢楼”。
这种敌棚当然也存在无法避免的缺陷，比如进攻方可以在它下面生一堆火，让守军扮演一下挂炉烤鸭。
次月（9月），官军果然通过放火的方式将敌棚焚毁。贼军先前得意忘形的劲头立刻烟消云散，在硝烟中闻到了一股灭亡的气息。
王均仍不死心，又在内城抢修瓮城，继续抵抗。因为他还掌握着一项黑科技，一种生化武器——药矢。其实就是涂抹了某种剧毒的箭矢，据说凡是被它射中的人，必死无疑。
从古至今，无数战争都在为我们讲述一个朴实无华的道理：想凭借一种先进武器而扭转必败之局的想法都是愚蠢的。不要提什么原子弹，咱们没有这玩意儿的时候照样在半岛上打退了以鹰酱为首的17国联军，也曾逼得毛熊抓狂。
战斗已经进入到了白热化阶段，雷有终吹响了总攻号角。官军使用了传统方法——挖地道，招募敢死队穴地而入，焚毁了守军的守城器械，为即将到来的决战扫清了道路。
官军三面攻城——这就是赵光义攻幽州时吃过的亏，不要四面围城，务必要网开一面——从东、西、南三个方向同时强攻。雷有终与石普身先士卒，分别跟随两台洞屋进行攻击。
大帅都在洞屋里压上去了，咱们还有什么理由躲在战壕里？官军士气大振，如潮水般涌向城墙。很快，石普取得了进展，用洞屋在城墙上成功掏出一个大洞，可以进入城中了。然而守军立刻拿着长枪大戟，将这个出口围堵地严严实实。
在这令人窒息的时刻，有两名士兵主动请缨，愿意挺身而出，为大军冲出一条血路。石普许诺给他们重赏。随后，二人冒着被戳成筛子的危险，挥戈冲锋，竟然真的将贼军的枪阵冲乱，后续的官军立刻抓住这个机会，鱼贯涌入，终于将这个缺口撕开，并最终控制了该处城门楼。
雷有终登上城门楼俯瞰战场，这一看竟让他惊出一身冷汗。只见贼兵把着名景区——天长观改建成了一处要塞，而让他震惊的是贼兵正在准备祭出他们压箱底儿的大杀器——炮，即投石车、抛石机一类的冷兵器时代绝对重型武器。不是一台两台，而是“密设”，远程武器打娘胎里就自带“齐射”技能。贼兵要对新占领城头的官军淋一轮巨石雨，冷兵器版的喀秋莎。
千钧一发之际，大将高继勋向后勤队长（转运使）马亮索要秸秆、油料等引火之物，然后亲率敢死队以长戟巨斧冲锋开路，后续部队则高举火把，成功将处于技能冷却期的炮焚毁。
贼军阵脚随即大乱，杨怀忠趁机攻陷天长观据点，并一路追至下一个关卡——大安门，前后杀敌三千余。
经过一天的激战，官军的包围圈进一步缩小，贼军收缩进最后一道内城。当晚，王均率部突围逃走。
一朝被蛇咬，十年怕井绳。雷有终吃了上次的亏，这一次也怀疑是王均的诈败诱敌，故而不敢轻易追杀，止令手下于城中各条街道上放火。
当太阳升起的时候，两位最高指挥官——雷有终、秦翰，登上城楼，在确认贼兵是真的突围溃逃后，他们开启了一轮血腥大清洗：杀“宋奸”、“二鬼子”。
凡是接受王均任命的伪军、伪官，一律抓起来“点天灯”。具体的方法就是把人捆起来，固定在地上，使其保持站姿，然后在他周围堆满柴薪，再放火点燃，这样可以让受刑人以最慢的速度死去，让他承受最大程度的痛苦。
一天之内，数百人被“点天灯”，场面惨不忍睹。
唯有李继昌一贯的军纪严明。李继昌严戒部下，不得骚扰百姓，将老弱妇孺集中安置到寺院，并派兵守卫，当战斗结束后，再遣返回家。
10月，逃出成都的王均裹挟着百姓逃向富顺监（富顺县，原名富世县，唐因避李世民讳而该富义县，宋初升为富义监，因避赵光义讳而改富顺监），沿路破坏桥梁、阻塞道路、焚毁仓库，以迟滞官军的追捕。
雷有终命杨怀忠为先锋，率精锐禁军追击，两天后又派石普增援，主力部队随后跟进。
王均在富顺监赶制竹筏等舟具，准备走水路。杨怀忠追到距离富顺监六七里的杨家市，这里有一部分负责断后的贼军。
杨怀忠派人侦察地形，说一旦贼军乘船逃走，将给后续剿贼工作带来巨大困难，绝不能放虎归山！遂临江列阵。
贼军本就士气低落，很快就四散而逃，有的贼军想登船而逃，杨怀忠就命强弓劲弩射杀，贼军死伤无数。
随后，杨怀忠张旗鸣鼓入城，向濒临崩溃的贼军宣告：王师天兵已至。
王均惊闻王师攻入城内，正要组织抵抗，却不料他的亲密部将们已经喝得东倒西歪，一个个烂醉如泥。王均在绝望中自缢而死。
杨怀忠的部将将王均人头砍下，缴获了大量物资，俘虏了六千多贼众，“王均贼党”被全部消灭。
安顿好城防事务后，杨怀忠带着王均的人头出北城门，凯旋而还，半路遇到了前来增援的石普。石普将王均的人头抢下，然后驰还成都，将人头悬挂在北市，紧接着，雷有终驰奏朝廷：成都兵变被我平息了！
真宗大悦，给将士们给予了丰厚的奖赏，雷有终、秦翰等各有升迁。不久之后，真宗查明了平贼真相，平贼首功当属杨怀忠同志，而雷有终、石普竟敢瞒报、抢功，于是提拔了杨怀忠，并开始厌恶雷有终之辈。
次年（1001）正月，召西川转运使、兵部员外郎马亮入京述职，详细汇报蜀地状况。马亮亲身参与了平叛，保障了物资供应，并在焚毁贼军炮兵阵地时，提供了足量的引火之物。在整个平叛期间，总司令雷有终一直心黑手辣，比如用“点天灯”的手段虐杀俘虏，当然这其中也免不了滥杀无辜，而马亮则一直尽力规劝，很多被胁迫从贼的百姓因此得以存活。受战乱影响，成都城米价飙升到斗米千钱的天价，负责后勤、物资转运的马亮就打开粮仓，低价抛售储备粮，使粮价迅速下降到百姓可以接受的范围，同样救活了无数百姓。
马亮抵达京师后，正好遇到有关部门械送“贼兵”八十九人，有关部门（枢密院）的处理意见非常明确：全部诛杀。
马亮借着向真宗当面汇报工作的时候替这些人求情，说他们不是“贼余”的余，而是“余皆不问”的余，是受胁迫的良民，而且这些人只是其中很少一部分（百之一二），近99%的则是暂时逃匿到山林躲藏，如果朝廷贯彻“只诛首恶，余皆不问”的政策，他们就会放心回家，继续从事生产，而如果将这几个人诛杀，就等于逼那99%的人从此落草为寇，祸害一方，孰轻孰重，请陛下斟酌。
真宗茅塞顿开，当即将这89人无罪释放。
马亮回任后，又释放了数百位因欠税而遭拘押的百姓，同时废除了不合理的税收项目，还免除了二百多万的官方给民间的贷款。
在蜀地叛乱时，朝廷征调施、黔、高、溪州蛮，这些人因此熟悉了周边的山川道路，也看到了外面的花花世界，原来大山外面这么哇塞！结果他们不再助朝廷平叛，而是攻掠周边州县，将男女俘虏进山，为祸一方。
最终朝廷派丁谓前去抚慰，丁谓采取攻心为上的策略，感化了蛮酋，经过友好谈判，朝廷以一匹绢赎一名人质的价格，成功解救出被掳百姓一万多人。
“王均之乱”终于在咸平四年（1001）3月彻底结束。这场内乱除了带来无法估量的物质损失外，更为重要的影响就是牵制了朝廷的精力，使得宋朝在对辽问题上处于极为不利的被动状态。