Trước hành động ngoại giao mềm dẻo của Khúc Hạo, họ Lưu không gây hấn với Tĩnh Hải quân. Sang đầu năm 918, Lưu Nghiễm đổi tên nước là Nam Hán, một trong mười nước thời Ngũ đại Thập quốc trong lịch sử Trung Quốc.

Theo các nhà nghiên cứu, trong thời gian cầm quyền, Khúc Thừa Mỹ đã sai lầm trong cả chính sách đối nội lẫn đối ngoại.

Về đối nội, theo sử sách, sau khi lên thay cha, Khúc Thừa Mỹ không tiếp tục chính sách "khoan thứ sức dân" mà Khúc Hạo đã áp dụng. Nhân dân tại Tĩnh Hải quân phải lao dịch nặng nề, do đó sự ủng hộ với họ Khúc không còn được như trước.

Về mặt đối ngoại, Khúc Thừa Mỹ chủ trương kết thân với nhà Hậu Lương ở Trung nguyên mà gây hấn với nước Nam Hán liền kề. Năm 919, ông sai sứ sang Biện Kinh xin tiết việt của nhà Hậu Lương. Vua Lương là Mạt đế Chu Hữu Trinh, bấy giờ bận đối phó với các nước lớn ở Trung nguyên nên ban tiết việt cho Khúc Thừa Mỹ và phong ông làm Tiết độ sứ Giao châu.

Được sự hậu thuẫn của Hậu Lương, Thừa Mỹ chủ quan cho rằng uy thế của nhà Lương rộng lớn ở Trung nguyên có thể kìm chế được Nam Hán nhỏ hơn ở Quảng Châu. Ông công khai gọi nước Nam Hán là "ngụy đình" (triều đình tiếm ngôi, không chính thống). Sử không chép rõ biểu hiện cụ thể của việc này ra sao, không rõ ông tuyên bố việc này với sứ giả Nam Hán sang Tĩnh Hải quân hay theo như một tài liệu nói rằng ông sai sứ sang Nam Hán tỏ thái độ bất phục và gọi vua Hán là "ngụy đình".

Chính sách đối ngoại đó của Khúc Thừa Mỹ khiến vua Nam Hán tức giận và quyết định sai Lý Khắc Chính cầm quân sang đánh chiếm Tĩnh Hải quân.

Do mất sự ủng hộ của nhân dân trong nước, nhà Hậu Lương tuy thừa nhận ông nhưng cũng sắp bị diệt vong về tay nước Tấn (Lý Tồn Húc – Hậu Đường Trang Tông) lại ở quá xa càng không thể hỗ trợ được gì, Khúc Thừa Mỹ đơn độc và bị thua trận. Ông bị quân Nam Hán bắt đưa về Phiên Ngung. Vua Hán cử Lý Tiến làm Thứ sử Giao Châu.

Sử Trung Quốc chép rằng Khúc Thừa Mỹ bị Lưu Nghiễm tìm cách hạ nhục. Hắn hỏi: “Thường ngày ngươi vẫn nói ta là ngụy triều, nay lại bị quân ta trói quặt tay lại như vậy, nghĩa là thế nào ?”. Sau, Khúc Thừa Mỹ buộc phải đầu hàng và lưu vong ở Trung Quốc đến cuối đời.

Dù ông không có đóng góp gì đáng kể nhưng đời sau nhớ ơn công lao của ông và cha Khúc Thừa Mỹ nên vẫn tôn ông là "Khúc Hậu Chủ".