李全却笑道：“史丞相劝我回去，丁都统要和我交战，这不是骗我吗？”于是掷书于地，不肯接受。刘易返回报告了赵璥夫。赵璥夫急忙发出牌印，到镇江迎接赵范。赵范又约赵葵一同增援。赵葵当即率领雄胜、宁淮、武定、强勇四军，共一万五千人，驰援扬州。
李全麾下郑衍德，劝他先取通、泰二州，再攻扬城，李全于是引兵去攻打泰州。知州宋济投降，李全进城，大掠子女货币，转奔扬州。途中他听说赵范和赵葵已经进入了扬城，便举起马鞭，猛打郑衍德，说道：“我本想先取扬州，你们却劝我先夺取通州、泰州，现在二赵已进入扬州，试问扬州还能攻下吗？”郑衍德无言以答。
李全于是分兵驻守泰州，自己率众来夺扬州，进攻东门。赵葵出城应战，两人隔着城濠对话。赵葵问李全来做什么？李全答道：“朝廷动辄猜疑，现在又断绝了我的粮饷，我并非有意背叛，只是来索要粮饷。”赵葵大怒说道：“朝廷视你为忠臣孝子，你却反戈攻陷城邑，怎能不断绝你的钱粮？你说不是背叛，想欺人呢？还是想欺天呢？由你说来！”
李全理屈词穷，于是弯弓抽箭，向赵葵射来。赵葵用枪拨开，羽箭落入濠中。赵葵于是率军越过城濠，想与李全决战，李全竟然退去。次日，李全率众攻城，又被赵葵击退。接着是屡攻屡退，二赵轮流战守，同时陆续有援军到来。李全想建筑堡垒长期围城
，以困住守兵。他自己跨马张盖，让部下奏乐，督兵建筑保垒。
赵范令各门派偏师牵制，自己率领精锐士卒出城，向西攻打李全。李全也分兵酣战，自辰时到未时，两人伤亡相当，各自鸣金收军。次日一早，赵范又出来大战。他令偏将金玠，袭击李全粮船，杀败了李全大将张友，夺得粮船数十条。过了一夜，赵葵又来出战，也把李全的军队杀败，只是李全自恃兵多，始终不肯退走。
两边一直从绍定三年冬，相持到四年孟春。赵范和赵葵派遣诸将出城掩杀，李全不及防备，逃入土城，死伤甚多。赵范又列阵于西门，上马邀战，李全不敢出迎，只是闭垒不出。赵葵对赵范说道：“贼俟人是想等我们收兵，才来追击。”于是他命将校李虎，埋伏骑兵在破垣之间，假装收兵。李全果然率众掩杀出来，李虎奋起恶斗，城上也矢石如雨，李全再次败回。
到了上元节，城中又放灯庆贺，以表示并不恐惧之心。李全也去海陵，张灯设宴。次日，李全又置酒高会于平山堂。有堡寨里的人认出李全的枪上垂有双拂，便去报告报赵范。赵范于是对赵葵道：“这个贼人好勇轻人，既然他出了土城，定当被我们生擒。”于是告诉了李虎密计，然后选出精锐，西出攻打李全，却故意用羸弱的兵卒旗号，诱他迎战。
李全望见旗帜，冲突而来。赵范麾兵迎战，赵葵也跟进交战，各军踊跃上前，无人落后。李全这才知道不可抵挡，于是且战且退，想跑回土城。他刚到城门，忽然有一支军队冲来，阻住了他的去路，为首一员大将，跃马舞刀，大叫道：“贼人李全休走！李虎在此！”
李全无心恋战，拍马回走。赵葵、李虎前后见夹击，杀得李全所部东倒西歪，伤亡过半。李全夺路向北逃走，直奔新塘。新塘泥坑深数尺，李全手下只有数十骑兵，拚命乱逃，急不择路，加上天色将暗，难辨路径，结果扑通、扑通，响了数声，数十骑兵都陷入了泥坑中，李全也当然被陷入其中。官军从后面追来，持枪乱刺。
李全急忙大叫道：“不要杀我，我是头目。”官军听了头目两字，更加用力来刺李全，李全即被刺死，他的随从三十余人，也没有一个得活。军士又支解了李全之尸，夺其鞍马器械，回营报功。李全自称头目，以为头目两字，是普通头目的称呼，并非贼帅，想以此哄骗官军，侥幸逃脱。他哪里知道官军中的赏格，有抓获一个头目，应得赏金若干条例。所以军士恐怕生擒此人，奖励不好分配，索性把他支解，碎尸而去。
李全一死，余部想溃散而逃。但是国安用不肯，想推举一人为首。但是众人都不肯居下，于是跑回淮安，想奉李全妻子杨妙真为主。赵范、赵葵率军追击，大破李全余部，方才四散。赵范、赵葵收军回到扬州，派人到新塘检查骸骨，发现一具尸体，左手少了一手指，才相信李全已死。