Sang năm 923, Tấn vương Lý Tồn Úc xưng là hoàng đế của Hậu Đường, tức Hậu Đường Trang Tông, và Hậu Đường sau đó tập kích vào kinh thành Đại Lương của Hậu Lương. Chu Hữu Trinh tự sát, triều Hậu Lương diệt vong, lãnh thổ Hậu Lương bị Hậu Đường thôn tính.[32] Tiền Lưu không lập tức phản ứng trước diễn biến tại Trung Nguyên, song đến năm 924 thì ông triều cống cho Hậu Đường Trang Tông. Đáp lại, Hậu Đường Trang Tông ban cho Tiền Lưu tất cả các chức tước mà Hậu Lương từng ban cho ông khi trước. Tiền Lưu nộp cống phẩm lớn, và tặng nhiều quà cho các nhân vật chính trị có quyền lực trong triều đình Hậu Đường. Tiền Lưu thỉnh Hậu Đường Trang Tông ban cho mình kim ấn, ngọc sách và đặc quyền không được gọi bằng tên húy, được tiếp tục sử dụng tước hiệu "quốc vương". Mặc dù một số quan lại Hậu Đường dè dặt và chỉ ra rằng ngọc sách theo truyền thống chỉ dành cho hoàng đế, và rằng một chư hầu phi Hán thì mới được mang tước "quốc vương", song Hậu Đường Trang Tông vẫn chấp thuận thỉnh cầu của Tiền Lưu, ban cho ông cả hồng bào ngự y.[33] Sau đó, khi Tiền Lưu phái sứ giả tên Thẩm Thao (沈瑫) sang Ngô để thông báo sự việc với Ngô, Ngô không cho Thẩm Thao nhập cảnh dựa trên cơ sở quốc hiệu Ngô Việt thể hiện việc nước này có tham vọng chống lại Ngô. Quan hệ hai nước bị gián đoạn trong một thời gian sau đó.[34]

Năm 926, do bị ốm nên Tiền Lưu đã đến Y Cẩm tĩnh dưỡng, cho Tiền Truyền Quán xử lý chính sự tại quốc đô Tiền Đường (tức Hàng châu). Từ Ôn phái sứ giả đến, bề ngoài là nhằm chúc cho Tiền Lưu nhanh bình phục, song Tiền Lưu đánh giá chính xác rằng Từ Ôn đang cố tìm ra bệnh của mình để chuẩn bị tiến công, vì thế vẫn cố gắng tiếp sứ giả. Từ Ôn cho rằng Tiền Lưu không bị bệnh nên đã hủy bỏ kế hoạch tiến công. Sau đó, Tiền Lưu hồi phục và trở về Tiền Đường.[34]

Năm 928, Tiền Lưu muốn chính thức lập Tiền Truyền Quán tự vị, song do Tiền Truyền Quán không phải là trưởng tử nên ông đã quyết định tập hợp các vương tử và tuyên bố sẽ lập ai có nhiều công lao nhất làm người kế nhiệm. Đáp lại, các huynh của Truyền Quán là Truyền Trù (傳懿), Truyền Liệu, và Truyền Cảnh (傳璟) đều ủng hộ Truyền Quán. Sau đó, Tiền Lưu thượng biểu cho Hậu Đường Minh Tông xin trao chức tiết độ sứ của Trấn Hải và Trấn Đông cho Tiền Truyền Quán, Hậu Đường Minh Tông chấp thuận lời thỉnh cầu.[35]

Năm 929, Tiền Lưu đã mạo phạm xu mật sứ An Trọng Hối của Hậu Đường khi dùng lời lẽ ngạo mạn trong thư. Hơn nữa, sau khi sứ giả của Hậu Đường Minh Tông là Ô Chiêu Ngộ (烏昭遇) và Hàn Mai (韓玫) trở về từ Ngô Việt, Hàn Mai đã buộc tội Ô Chiêu Ngộ xưng thần và bái Tiền Lưu làm điện hạ, cũng như bí mật đem quốc sự của Hậu Lương nói cho Tiền Lưu. Do đó, An Trọng Hối dâng tấu chương thỉnh Hậu Đường Minh Tông buộc Ô Chiêu Ngộ phải tự sát. Sau đó, Hậu Đường Minh Tông ban cho Tiền Lưu chức Thái sư để trí sĩ, và tước tất cả các chức tước khác của Tiền Lưu, và còn ra lệnh cho các địa phương của Hậu Đường bắt hết sứ giả của Ngô Việt. Tiền Lưu lệnh cho Tiền Truyền Quán cùng thượng biểu kêu oan, song An Trọng Hối không để tâm đến chúng.[35] Năm 930, khi sứ giả Hậu Đường là Bùi Vũ (裴羽) trở về sau khi sách phong cho Vương Diên Quân là Mân vương, Tiền Lưu đã phụ biểu tạ tội và nhờ Bùi Vũ thượng biểu cho Hậu Đường Minh Tông, đáp lại, Hậu Đường Minh Tông cho phóng thích các sứ giả của Ngô Việt, song không khôi phục các quan tước cho Tiền Lưu.[3][35] Năm 931, sau khi Hậu Đường Minh Tông bãi chức xu mật sứ của An Trọng Hối, ông ta phục hồi các chức tước Thiên hạ binh mã đô nguyên soái, Thượng phụ, Ngô Việt quốc vương cho Tiền Lưu, đổ lỗi hành động khi xưa cho An Trọng Hối.[3]

Năm 932, Tiền Lưu lâm bệnh nặng. Mặc dù trước đó đã chỉ định Tiền Truyền Quán là người kế nhiệm của mình, song để kiểm tra lòng trong thành của các thuộc hạ, Tiền Lưu tuyên bố: "Ta chắc sẽ không qua khỏi cơn bệnh này, các con ta đều ngu muội và nhu nhược, ai có thể làm soái đây?" Các thuộc hạ đều đáp lại: "Lưỡng Trấn lệnh công [tức Tiền Truyền Quán] nhân hiếu lại có công lao, thì có ai dám không ủng hộ!" Tiền Lưu do đó đã giao ấn khóa cho Tiền Truyền Quán, tuyên bố: "Tướng lại đều tiến cử con, hãy cai quản cho tốt." Ông cũng nói: "Tử tôn của ta thiện sự Trung Quốc [tức triều đình ở Trung Nguyên], bất kể khi xảy ra thay đổi triều đại." và qua đời sau đó. Tiền Truyền Quán (sau đổi tên thành Tiền Nguyên Quán) kế vị, tức Ngô Việt Văn Mục vương.[3] Hậu Đường Minh Tông ban cho Tiền Lưu thụy hiệu Vũ Túc (武肅).[26]