三日过后，李存勖率军令刘守光开城投降，刘守光拒不开城。李存勖怒道：“刘守光！汝既与本王约定三日为限，因何三日已到，却不肯献城。”
刘守光哈哈大笑道：“李存勖！此乃我缓兵之计，我堂堂大燕皇帝怎能屈膝于汝？契丹皇帝率大军马上就到。”
晋王且笑且愤，返入德威营中，决定明日督军猛攻，誓入此城。是夕有燕将李小喜缒城来降，报称城中力竭。
看官道这李小喜是何等人物？他原是刘守光嬖臣，教刘守光切勿降晋，刘守光被他哄动，遇着危急时候，不得不作书乞降，其实是借此缓兵，并非实心投诚，不料小喜却先走一着奔投晋营。李存勖即命五更造饭，饬各军饱餐一顿。俟至黎明，一声鼓角，全营涌出。晋王亲披甲胄，督令进攻，这边竖梯，那边攀堞，四面八方同时动手。燕兵已经力尽，哪里还能支持，就使有心拒守，也是防不胜防，霎时间閤城鼎沸，纷纷乱窜。晋兵一齐登城，拔去燕帜，改张晋帜，趁势下城往捉守光。刘守光已挈妻子李氏、祝氏，儿子继珣、继方、继祚等逃出城外，南走沧州，只有乃父刘仁恭还幽住别室，晋军马到擒来。此外有家族三百口逃奔不及，一齐作了俘囚。
晋王李存勖入幽州城，禁杀安民，授周德威卢龙节度使，兼官侍中，改命李嗣本为振武节度使，更遣别将追捕刘守光。
刘守光携带妻儿逃到关南，沿路生了冻疮，双脚肿起，整天没有饭吃。到燕乐县，藏在山洞中，叫妻子祝氏到田家乞食（可称作讨饭皇后）。田家见她衣服华丽，并没有乞人形相，遂向她盘问，祝氏直言不讳。田家主人张师造假意留她食宿，且令人往请刘守光一同到家，暗中却飞报晋军。晋军疾趋而至，将刘守光及二妻三子一并捉住，械送军门。李存勖方宴犒将士，见将吏擒到守光，便笑语道：“您是本城主人，奈何出城避客？”刘守光匍伏阶下叩首乞命。晋王命与刘仁恭同系馆舍给与酒食。
刘守光正是腹饥，乐得一饱。
越数日，晋王下令班师，令刘守光父子荷校随行。刘守光父母对着守光且唾且骂道：“逆贼破灭我家竟到这般！”刘守光俯首无言。
路过赵州，赵王王镕盛帐行幄迎犒晋军。且请晋王上坐奉觞称寿，酒酣起请道：“愿见大燕皇帝一面。”
晋王乃命将吏牵入刘仁恭父子就席与饮。刘仁恭父子拜王镕，王镕亦答拜，又赠他衣服鞍马。刘守光饮食自如，毫无惭色。
及晋王辞别赵王返至晋阳，即将刘仁恭父子用白链牵入太庙，自己亲往监刑，刘守光呼道：“守光死亦无恨，然而劝我不投降的人是李小喜，如今罪人不死，我到了地下也不安生。”李存勖派人召李小喜，李小喜侧目而视，斥责刘守光说：“你囚父杀兄，奸淫父妾，难道也是我教你的么？”
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