刘鋹只有逃这一条路了，不过等他准备逃时，船只连同护船的军士，船上的财宝、妃嫔全都被宦官乐范等盗走了。
宋开宝四年（971年）正月，北宋大军攻占岭南，包围南汉首都广州。后主刘鋹走投无路，只好出城投降。城破之前，刘鋹又听从了宦官龚澄枢的话，把南汉宫殿全烧了。后来赵匡胤听说是刘鋹下令烧了宫殿，大怒，甚至想杀了刘鋹。刘鋹连忙解释说：“臣僭位之时，年方十六，龚澄枢、李托等，皆先朝旧人，每事悉由他们做主，臣不得自专，所以臣在广州，龚澄枢等才是国主，臣反似臣子一般，还求陛下垂怜！”赵匡胤还是手下留情，没有送他上路。由刘隐、刘兄弟开创的刘氏南汉王朝，在传递了四个皇帝六十四年之后，至此宣告灭亡。
在南汉灭亡后，刘鋹和刘氏宗室以及文武官员九十七人，被宋军一同从广州押送到北宋首都汴京。在汴京，刘鋹以南汉亡国之君的身份被宋太祖赵匡胤贬封为恩赦侯，受任检校太保、左千牛卫大将军，刘鋹从此闲居开封。
一次，赵匡胤闲来无事，诏刘鋹入侍讲武池陪他喝酒，刘鋹很会拍马屁，别人都还没来，他头一个到了。赵匡胤知道刘鋹口渴，赏了他一杯御酒。哪知刘鋹吓得跪到地上，连哭带嚎：“罪臣敢抗王师，本应族诛，然陛下宽厚自天性，许臣不死。臣本愿做个大宋顺民，观皇帝陛下一统四海之盛世，所以罪臣不敢喝这酒。”言下之意是“你想毒死我？不喝！”赵匡胤仰天大笑：“朕要杀你，何须把你叫到这来，在府中就可赐死。”顺手将刘鋹的那杯酒拿过来一饮而尽，让人另外倒酒。可见，荒淫无度的刘鋹也贪生怕死。