赵光义嘉他忠勇，面赐锦袍银带，并令他去后营休息。辅超还是不肯休，依然声称第二天早上要攻入城中，虽死无恨。到了次日早上，他果然一马跃出，又去攻城。云梯刚一架好，他已经身中八箭。于是他左手执盾，右手执刀，还想冒死直上。
赵光义听说，急忙传令辅超回营。赵光义于是禁止将士登梯攻城，只是命令一万名弓弩手，排列在阵前，疯狂放箭。顿时城上被箭射得犹如刺猬，很多羽箭被城中居民收去。
刘继元便用十钱的价格，向居民购买，约得了数百万支，又射回给宋军。北汉军队又支持了一个多月，此时外援没有来，饷道又被断绝。赵光义经常派士卒把招降书射入城中，招降将士。城中宣徽使范超于是偷偷出城投降，宋军怀疑他是奸细，也不加细问，将他一刀两段。
刘继元听说范超投降了宋军，就把范超妻小，一一杀死，把首级丢到城下。赵光义听说范超枉死，又得到他妻小的首级，不禁悲愤，命令将士用棺材好好收敛了他，并亲自去赐祭。城内的守将看见，又被感动了起来。城内的指挥使郭万超又密令军士出城约降，赵光义对他折箭为誓，答应决不加害。郭万超于是偷偷出城，投奔宋营，赵光义也格外优待他。自此以后，刘继元帐下的卫士，多半出降。赵光义又草诏给刘继元，劝他投降。
这诏书被带到城下，城中总算派人接待使者。刘继元读完诏书，沈吟半晌，才对宋使说道：“蒙宋天子优礼，谨当遵旨！”宋使出城回报。但是过了大半日，还是没有刘继元出降消息。宋军愤不可遏，又拼命攻城。赵光义又告诫将士，只说是：“城池一旦被攻陷，必然伤害百姓。不如再等待一日，如果明日他们还不投降，当即破城。”于是宋军退回。
当夜，刘继元遣客省使李勋奉表请求投降。赵光义赐刚李勋袭衣金带，银鞍勒马。同时派遣通事舍人薛文宝，和李勋一起进城，吓诏慰谕刘继元。
次日黎明，赵光义来到城北，亲自登上城台，张乐设宴。刘继元率领官属出城，缟衣纱帽，在台下等待赵光义发落。赵光义传旨特赦，封刘继元为检校太师右卫上将军，授爵彭城郡公，赏赐甚厚，刘继元叩头谢恩。
赵光义命刘继元带着宋军入城，偏偏此时城上站着一位金甲大将，高声喊道：“就算主子投降了，我却不降，愿与宋军拼个死活。”宋军抬头一看，那大将不是别人，正是北汉节度使刘继业。宋军于是急忙禀告赵光义，赵光义喜爱刘继业的忠勇，很想召为己用，于是令刘继元好言抚慰。
刘继元派遣亲信入城，对刘继元说明不得已的苦衷，劝他屈志出降，以保全百姓为好。刘继业大哭一场，这才开城迎入宋军。赵光义进城后，召见刘继业，加封他为右领军卫大将军，并加厚赐，令刘恢复原来的姓名，也就是有名的杨继业杨令公。
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