9月13日，针对泰国方面动作，宋卡也同样做出应对变动。各部队在夜间进行暗中调动，相继抵达预定位置。
9月14日，3艘1350吨级永兴级轻型巡洋舰从兰芳出发，在夜色掩护下，驶往宋卡方向。
9月17日凌晨，一支由一百余艘船只组成的船队，在距离宋卡港口北部，十余公里处登陆，随即向南行军。
凌晨1时，宋卡北部以及东部港口地区相继爆发战斗，泰国海军舰队、登陆队在行进过程中，突然遭到宋卡部队的袭击，枪声、炮火不断，战斗从陆上蔓延至海上。
9月18日早上，因遭受岸边炮台和埋伏在海岸一侧的舰队攻击，泰国海军舰队惊慌失措，在付出三艘炮舰、两艘排水量1500吨轻型巡洋舰沉没、两艘炮舰被俘虏的代价后，以两艘排水量3000吨级铁甲舰为首的剩余舰队，错认为汉国远洋舰队提前抵达，恐慌之下，放弃运输船队和登陆的近1万名士兵，狼狈逃窜。
9月20日下午，从各个方向涌来的宋卡部队，堵住了登陆部队逃跑的陆上缺口，将近一万泰国部队，被包围在一块面积不到10平方公里的区域。
9月21日，宋卡军队从海上和陆地两个方向，对被围困部队发动总攻，泰国军队坚持不到半天时间，在付出了1000余人伤亡的代价后，士气崩溃，举手投降。
9月22日，吴宠以宋卡城主的名义，发布声明，谴责泰国政府对宋卡的侵略，并正式宣告独立，成立宋卡王国，对泰国宣战。
发布独立公告的同一天，完成紧急动员的第一批3万民兵部队，协同2.5万宋卡常备军，分别从陆上、海上对泰国发动反击。
9月24日，6000名宋卡陆军部队搭乘运输船，在南洋分舰队掩护下，登陆曼谷湾。
9月27日，登陆部队数量增长至2万人。
9月29日，拉玛五世紧急征集3万部队，出城反击，被击退。
9月30日，拉玛五世派出代表，请求停战，被李文彩严词拒绝。
10月2日，汇聚于曼谷周边地带的宋卡军队数量增长至4万人，泰国守军尝试发动数次反击，皆被击退，城内人心惶惶，每天都有贵族、官员私自携带亲属、财产，从曼谷北部城门方向离开。
10月5日，拉玛五世禁不住大臣劝说，趁着夜色，在数千部队保护下，匆忙离开皇宫。
10月7日，泰国官员、重臣们逃离的第三天，失去守城信心的留守部队，在宋卡军队持续进攻下，不敌溃败，泰国首都曼谷自此陷落。
10月8日，占领曼谷之后，李文彩分出一万部队，由叻武里府向南，一路进攻马来半岛各地，于10月15日，与宋卡方向而来的进攻部队汇合，彻底将马来半岛领土全部占领下来。
就在宋卡部队突飞猛进，抢占泰国曼谷附近以及马来半岛各地时，安南殖民总督府找到撤离至中部地区的拉玛五世，要求泰国承认老挝主权归属于法国，并且割让湄公河东部领土。
与此同时，法国安南总督府一方面派人与宋卡商讨共同瓜分泰国事宜，另一方面马不停蹄派出部队，沿着湄公河流域向泰国北部、东部发动进攻。
10月10日，英国海峡殖民地正式将泰国南部三地纳入统治范围。
10月15日，英国方面正式对宋卡、法国、泰国三方发出外交照会。要求结束战争。
11月20日，四国达成协议。
协议内容如下：
1泰国承认宋卡独立，将叻武里府以南马来半岛地区领土割让于宋卡，宋卡军队于一个月内，撤离出泰国本土。
2泰国解除与老挝的蕃属国关系，承认法国对老挝的主权归属，同意将湄公河东部领土割让给法国。
3泰国割让玻璃、丁加奴、吉打三地于英国。
4泰国与汉国、英国、法国三国签订最惠国待遇协议。三国商品可以自由进入泰国市场。
宋卡战争持续时间不过两个多月，却一战打没了泰国二十年改革维新的成果，停战协议签订后，泰国不仅失去了大量领土，也丧失了部分经济主权，一定程度上沦为了汉国、英国、法国三方的经济殖民地，而三国之中，由于泰国境内华人数量以及即将进行轻工业产业转移的因素，在与英法竞争时，汉国方面无疑具备领先的优势。