主力部队分为数路，分别进攻栋蚕联合的各个部族据点，逐个击破。由于刘尚的军队训练有素，且得到了朱提夷的协助，叛乱部族虽凭借地形顽强抵抗，但仍难以抵挡汉军的攻势。
建武二十年（公元44年），刘尚与栋蚕的主力部队在滇池县附近展开决战。汉军凭借优势兵力与精良装备，大败栋蚕的军队，斩杀数千人，俘虏了大量部族民众。栋蚕率领残部向不韦县（今云南保山）逃窜，刘尚率军追击，双方连战数月，栋蚕的军队损失惨重。建武二十一年（公元45年）正月，刘尚终于在不韦县追上栋蚕，将其斩杀，其余叛乱部族见首领已死，纷纷向汉军投降。至此，益州郡的叛乱被彻底平定，云南地区重新恢复稳定。
在平定栋蚕叛乱的过程中，越巂郡太守长贵的态度发生了转变。长贵原本对东汉朝廷较为顺从，但随着刘尚率领大军进入西南夷地区，他担心朝廷会借机剥夺自己的权力，于是暗中策划了一场阴谋：他准备以“劳军”为名，设宴款待刘尚，在酒中下毒，趁机杀害刘尚，然后率领邛都夷发动叛乱，脱离东汉朝廷的管辖。
然而，长贵的阴谋被刘尚提前察觉。刘尚决定先发制人：他假装同意赴宴，暗中派遣精锐士兵埋伏在长贵的府邸周围。当长贵率领亲信准备下毒时，刘尚的士兵突然发动袭击，将长贵及其亲信全部斩杀。随后，刘尚上奏刘秀，请求将长贵的家眷迁徙至成都，以绝后患。刘秀批准了刘尚的请求，并任命新的越巂郡太守，加强了朝廷对越巂郡的直接管辖。
长贵的被诛，虽然是一场局部的权力更迭，却对西南夷诸部族产生了深远影响——它向西南夷表明，东汉朝廷虽推行“安抚政策”，但绝不容忍任何背叛与叛乱行为，彻底打消了部分部族首领的侥幸心理。此后，西南夷诸部族大多安分守己，服从朝廷政令，西南边疆局势长期保持稳定。
光武帝刘秀对南方武陵蛮与西南夷的平定与治理，是其“柔道治国”理念在边疆政策中的具体体现。不同于汉武帝时期的“穷兵黩武”，也不同于王莽时期的“激进压制”，刘秀的边疆策略始终围绕“务实”与“灵活”展开：对归附者，他予以册封与信任，尊重其部族传统，实现“以夷治夷”；对叛乱者，他果断派兵镇压，展现朝廷威严，维护国家统一。
这种“剿抚结合、恩威并施”的方针，既避免了大规模战争对社会经济的破坏，又有效巩固了东汉的边疆统治，为“光武中兴”的治世局面提供了重要保障。
从长远来看，刘秀的西南边疆治理产生了三大深远影响：
1. 稳定了边疆秩序：通过平定武陵蛮与西南夷叛乱，东汉彻底解决了南方与西南地区的不稳定因素，为中原地区的休养生息创造了安全的外部环境；
2. 促进了民族融合：朝廷在边疆地区设置官吏，推行中原文化，同时保留少数民族的部族组织，促进了汉人与少数民族之间的经济交流与文化融合，为后世多民族国家的形成奠定了基础；
3. 拓展了治理范围：刘秀将武陵郡与西南夷地区纳入东汉的有效管辖，进一步扩大了中原王朝的治理范围，为后续三国、魏晋时期对南方与西南地区的开发奠定了基础。
刘秀的边疆治理智慧，证明了“武力并非解决民族问题的唯一手段”，唯有“尊重差异、因地制宜、恩威并施”，才能实现边疆的长治久安。这种理念，不仅对后世封建王朝的边疆政策产生了重要影响，也为当代多民族国家的边疆治理提供了宝贵的历史借鉴。