Năm thứ 9 (413), Lưu Dụ điều quân tấn công đất Thục, lệnh Linh Thạch làm nguyên soái, lấy làm Kiến uy tướng quân, Ích Châu thứ sử, soái bọn Ninh sóc tướng quân Tang Hi (em Tang Ái Thân, vợ Lưu Dụ), Hà Gian thái thú Khoái Ân, Hạ Bi thái thú Lưu Chung, Long tương tướng quân Chu Lâm (con Chu Tự, cha Chu Tu Chi) [lower-alpha 7], cả thảy 2 vạn người, xuất phát từ Giang Lăng. Sau đó được Linh Thạch gia Tiết, Ích Châu chư quân sự. Ban đầu Lưu Dụ cùng Linh Thạch bí mật bàn kế tiến đánh, nói: “Lưu Kính Tuyên năm xưa ra Hoàng Hổ, vô công mà lui. Giặc cho rằng ngày nay ta nên theo Ngoại Thủy mà đi, nhưng lo ta sẽ xuất kỳ bất ý, sẽ theo Nội Thủy mà đến đấy. [lower-alpha 8] như thế, ắt đem trọng binh giữ Phù Thành, để phòng bị Nội đạo (đường). Nếu theo lối Hoàng Hổ, chính là rơi vào kế của họ. Nay đem đại quân từ Ngoại Thủy lấy Thành Đô, nghi binh ra Nội Thủy, đây là kế lạ để chế địch vậy.” Nhưng Lưu Dụ sợ tiết lộ phong thanh, địch dò được hư thực, riêng có 1 bức thư, niêm phong rồi giao cho Linh Thạch, bên ngoài thư viết rằng: “Đến Bạch Đế thì mở.” Các cánh quân dẫu lên đường, nhưng chưa biết được chia đi lối nào. Đến Bạch Đế, Linh Thạch mở thư, đọc thư rằng: “Các cánh quân đều theo Ngoại Thủy lấy Thành Đô, Tang Hi, Chu Lâm ở Trung Thủy lấy Quảng Hán, khiến binh sĩ gầy yếu chèo 10 cỗ cao hạm, từ Nội Thủy hướng ra Hoàng Hổ.” Các cánh quân bèn lên đường gấp gáp. Thục vương Tiều Túng quả nhiên phòng bị Nội thủy, sai đại tướng Tiều Đạo Phúc đem trọng binh đồn thú Phù Thành, sai bọn Tiền tướng quân, Tần Châu thứ sử Hầu Huy, Thượng thư bộc xạ, Thục Quận thái thú Tiều Sân soái hơn vạn quân đồn trú Bành Mô, ven sông làm thành.[1][2][3]

Tháng 6 ÂL [lower-alpha 9], Linh Thạch đến Bành Mô, chư tướng cho rằng Bắc thành của địch hiểm trở và nhiều người, muốn đánh Nam thành trước; ông nói: “Không đúng! Bởi giặc ở bắc, nên lấy Nam thành, không đủ để phá Bắc; nếu dùng hết sức để Bắc lũy, thì Nam thành không vẫy gọi mà tự tan rã đấy.” Tháng 7 ÂL, Linh Thạch soái bọn Lưu Chung, Khoái Ân đánh thành, sáng hôm sau giao chiến, đến khi trời chiều, đốt cháy đài quan sát (lâu lỗ) của địch, bốn mặt trèo lên, chém Hầu Huy, Tiếu Sân, rồi đưa quân về để vẫy gọi, Nam thành lập tức tan vỡ. Quân Tấn cả thảy chém đầu 15 đại tướng, các doanh trại cứ lần lượt đổ vỡ, mọi người bèn bỏ thuyền lên bờ mà đi.[1][2][3]

Quân Tấn nhanh chóng đánh tan kẻ địch, người Thục lần lượt dâng đầu của Tiều Túng, Tiều Đạo Phúc. Ban đầu Lưu Tú tính kế đánh Thục, chưa chọn được nguyên soái thích hợp, bèn cử Linh Thạch. Mọi người cho rằng từ xưa bình Thục, đều là tướng giỏi kiệt hiệt, nhưng tiếng tăm của Linh Thạch còn kém, e không thành công. Rất nhiều người can ngăn, Lưu Dụ không nghe, rồi chia cho Linh Thạch một nửa đại quân, đem tướng giỏi binh khỏe đều cấp cho ông. Kết quả rất nhanh đã có, một trận thành công, mọi người đều phục Lưu Dụ biết nhìn người, lại khen Linh Thạch giỏi làm việc.[1][2]

Linh Thạch sai tư mã Thẩm Thúc Nhiệm đồn thú Phù Thành, người Thục là Hầu Sản Đức nổi dậy, tấn công Phù Thành, Thúc Nhiệm đánh phá được. Ban đầu, Linh Thạch bình Thục, chỉ giết mỗi gia tộc họ Tiều; sau sự kiện Hầu Sản Đức, liên quan nhiều người, ông làm tội gia tộc của họ, nên người chết rất nhiều. Linh Thạch được tiến hiệu Phụ quốc tướng quân, sau đó tiến làm Giám Lương Châu chi Ba Tây, Tử Đồng, Đãng Cừ, Nam Hán Trung, Tần Châu chi An Cố, Hoài Ninh 6 quận chư quân sự; nhờ công bình Thục, được phong Phong Thành huyện hầu, thực ấp ngàn hộ.[1][2]