大宋军队，从士卒到将军，个个争先，奋勇杀敌，死不旋踵。赵光义深受感动，打算亲自到攻城将士当中，慰劳慰问，李汉琼极力谏阻，认为箭石之下，不是万乘之尊能去的地方，赵光义这才打消了慰军的念头。
◆ 刘继元投降
坚守了一个多月，契丹的外援又来不了，粮饷道路又被宋军切断，太原城中已是弹尽粮绝。
宋军将太原城包围得如同铁桶似的，就是攻不下来。赵光义每天命令弓弩手往城中射招降书，与其损兵折将，出力不讨好地攻城，不如劝刘继元早一点投降来得实惠，北汉宣徽使范超就拾到一封这样的招降书。
五月初，赵光义又亲自督促诸将急攻城太原城西南隅，经过激烈奋战，终于打下太原城西南的护围羊马城。
北汉宣徽使范超偷偷逾城投降，被宋军抓住，不知道哪个糊涂蛋，竟然一根筋地怀疑他是奸细，不问青红皂白，一刀下去就把范超给咔嚓了。
刘继元听闻范超出城降宋，就将范超的妻儿和一家老小，尽行杀死，并将首级扔出城外。
赵光义听说范超枉死，妻儿受戮，立即传旨，命人置办棺椁收殓尸首，自己亲自到棺前致哀。城上的北汉兵将看见了，都十分感动。
赵光义至城西北隅，再次招降，北汉马步军都指挥郭万超密令心腹缒城，到宋营商谈投降密约，赵光义折箭为誓，绝不加害。郭万超等人潜出太原城，向宋军投降。赵光义格外优待这些出降的北汉将士，城内的兵将得知，纷纷潜出城投降大宋。
五月初四，赵光义至城南，再次命令弓弩手往城中射招降书，同时指挥大军猛烈攻城。北汉国主刘继元却一直没有被杀怂，大宋皇帝赵光义也是个肯动脑子的主儿，开宝二年（969），赵匡胤亲征北汉，曾经筑长堤、水淹太原城。攻城之战打了四个月的时间，宋军死伤不少，有一样学一样，赵光义这回想让刘继元再尝尝被水淹的滋味。
宋军引水灌城，太原城立即变成一片汪洋。大水冲垮太原城东南角，涌入夹城。被太原城的铜墙铁壁阻挡了几个月时间，大宋将士早就怒不可遏，见水灌得手，个个争先恐后，都要冲进去与北汉将士来个你死我活。
这个时候，赵光义反而变得优柔寡断了，他担心引发屠城事件，于是马上制止宋军冲锋。刘继元亲自指挥士卒运土堵水，他要做最后的抵抗。
孤立无援，军心动摇，北汉大势已去，眼看太原城即将沦陷，在家养病的北汉老臣马峰出来拜见刘继元，劝他投降，这样可以保障太原百姓免遭被屠城的厄运。
北汉主刘继元已经众叛亲离，城中危急。赵光义又写了一道诏书，派人进城，劝刘继元投降，许诺刘继元只要投降，就能继续安享富贵，诏云：
越王吴主，献地归朝，或授以大藩，或列于上将，臣僚子弟，皆享官封；继元但速降，必保终始，富贵安危两途，尔宜自择。
刘继元见将士纷纷出城投降，孤城难守、契丹不救，自己已经是计穷力竭，走投无路，为了百姓免遭涂炭，只得答应向大宋投降。
刘继元对宋使道：“宋主果能优待，我当即日迎降。”当即派人带着降表出城，送达大宋皇帝赵光义。
五月初六，赵光义率领诸将领，在太原北门外连城台上举行受降仪式，刘继元缟衣纱帽，率领众文武，出城投降，俯伏请罪。
赵光义召刘继元登台，传旨特赦，封刘继元为特进、检校太师、右卫上将军、彭城郡公，赐给京师甲第一区，赏赐甚厚。
刘继元叩首谢恩，于是，赵光义命令刘继元引导宋兵入城。
北汉投降，赵光义终于拿下太原这块难啃的骨头。宋军刚要入城，忽然吊桥拉起，城门关闭，城楼上站着一位金甲银盔、威风凛凛的将军，大声喝道：“主上降宋，我却不降！有本事的，速来拼个你死我活！”
赵光义问左右道：“此系何人？”
左右道：“此人就是大名鼎鼎的‘无敌将军’，北汉建雄军节度刘继业（杨业）。”
赵光义素闻刘继业的忠勇之名，想收为己用，便命令刘继元好言抚慰，劝他归降。刘继元派遣亲信入城，劝刘继业解甲出降，保全百姓性命。刘继业这才打开城门，放宋军进城。
入城后，赵光义立即召见刘继业，授为右领军卫大将军，赏赐甚厚。刘继业本来姓杨，叫杨崇贵，赵光义准他恢复原姓，改名杨业，又称杨继业，这就是小说中的“老令公杨继业。”
赵光义命户部郎中、随军转运使刘保勋主持太原政务，北汉自刘崇立国，传至刘继元，共历四主，享国二十九年，至此灭亡。
五代十国的纷争乱世，至此全部完结。征服北汉，周世宗和太祖都没有做成的大事情，竟然在自己手上轻松地干成了，看来，自己才是真正的天命所归。赵光义顿感有些飘飘然，两只脚走在红地毯上，感觉像是踩在棉花上，半天才回过劲来，原来是盘腿坐得久了，腿麻了。
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