刘光义军纪严明，后蜀万州（今重庆万县）、施州（今湖北恩施）、开州（今重庆开县）、忠州（今忠县）四州刺史迎降。干德三年（964年）正月，刘光义军西至遂州（今四川遂宁），后蜀遂州知州投降。此时，王全斌军进至成都，后蜀灭亡。三月，因王全斌军军纪败坏，后蜀降将全师雄叛宋，占领川西许多州县，在成都西北新繁，刘光义率部击败全师雄，十二月，平定全师雄。次年正月，刘光义改领镇安军节度使。开宝六年（973年），罢刘光义军职，出为镇宁军节度使。开宝九年（976年，太平兴国元年）十月，赵光义即位为宋太宗。刘光义与赵光义同名，