四月，大宋官家派出使者，招降刘继元及守城将士，守城军兵连禀报也不肯，直接一顿乱箭将他射了回去。赵炅自觉受了羞辱，连夜披挂甲胄督促众将攻打太原，日夜不停。北汉国主刘继元发动城中百姓拣取宋军射入城内的箭支，以十文钱一支箭收购，居然收集了上百万支箭。到了五月间，北汉重臣人心开始浮动，先是北汉宣徽使范超号称出战，实则企图出降，被宋军误杀，后有马军都指挥使郭万超出降，为赵炅所纳。

自此以后，北汉朝廷臣僚中归降之议蜂起，唯有先前主张纳土降宋的刘继元义弟，建雄军节度使刘继业坚持不愿降，刘继业言道，若是战事未开时，汉主纳土降宋，不失为保全百姓的上策，但交兵近四个月，双方都死伤惨重，一旦投降，汉国宗室大臣虽然可以保全，满腔怀恨河东的开封兵屠城的可能却是极大，所以为了满城百姓计，当坚持守城，拖得宋军钱粮耗尽，自会撤去。至多不过玉石俱焚，也比那解甲归降之后，大家伙儿引颈就戮要好。城中军民大都认可刘继业的说法，只是汉主刘继元日夜都被希图投降的臣僚围绕游说，渐渐地已经有所意动。

宋军渐渐侦知了城内的一些动向，开始有意识地加强了对刘继业所防守的南面城墙的攻打力度，但建雄军乃是北地首屈一指的精兵，在控鹤军与虎捷军狂风暴雨一般的轮番攻打下，凭借着高耸厚重的城墙，守得甚是坚韧。遇到战机可乘，刘继业间或还会率领精锐骑兵出城袭杀因为疲敝而队列混乱的攻城禁军，负责南面城墙的宋将彰德节度使蔡汉琼亦是一员猛将，为了调度精兵阻遏杨家骑兵的反突击，连日来都亲自驻守在城墙下面挖掘的攻城洞子里，不眠不休地指挥军兵向上仰攻。赵炅原本在直逼刘继元宫城的太原城西面督战，闻听南面战斗更为惨烈，士卒伤亡累累，便穿上重甲，要亲身前往攻城洞中指挥军兵攻城。蔡汉琼闻言大惊失色，不顾矢石从城墙下面赶回来，哭泣苦谏官家保重龙体，方才使赵炅打消了这个主意。

太原城中，捡拾宋军射入城里的箭支，在衙门胥吏那儿换取铜钱，再购买一些糊口的食物，已经成为了太原城中百姓的生活常态。蔡久言老汉投奔儿子以后，因为代北常年兵荒马乱，建雄军都头蔡呈祥便在太原城头中买了一处房舍给他居住，蔡久言便带着娟儿留在太原，原本蔡呈祥在代北戍边，蔡老汉与娟儿二人相依为命。朝廷大兵压境，建雄军自代北回援，一家人倒团聚了，只是蔡呈祥旬日都在城墙上面戍守，军饷军粮也多日没有发放，为了糊口，蔡老汉每天仍是要带着娟儿，冒着丧命的危险四处捡拾箭矢。

此刻，蔡老汉与娟儿正躲在一处没了主人的临街破屋里，提心吊胆地等待宋军箭雨稀疏下来。

经过这些天奔波，娟儿已经不太怕在箭如雨下般的环境里穿行了，蔡久言也是老兵油子，居然根据过去几个月经验推断出宋军箭尽的大致时辰，专挑这个时候带着娟儿出去捡拾没有损坏的箭支。

“爷爷，朝廷怎么有那么多的箭啊？”娟儿等了老半天，也不见箭雨稀疏下来，不禁有些羡慕地望着那些顶着箭雨在街边屋后拣箭的人，这些人大都衣衫褴褛，见到一簇簇完好的箭矢，就好像饿极了的老鼠见到白面馒头一般。刘继元为一支箭开出的赏格是十个铜钱，而一千个铜钱，在如今的太原城中仅仅能换到熬出一碗稀粥的杂粮。

她话音刚落，忽然一声巨响，蔡老汉叫声“不好”，一枚百来斤的石弹砸穿了屋顶，就在离两人不到半尺的地方轰然落地，将地面砸出了三寸多深一个大坑。一时间屋里灰尘弥漫，呛人耳鼻，娟儿被吓得呆立在当地，说不出话来。蔡久言怕她吃了惊吓，哄道：“别怕，这落下过石弹的地方，便是老天爷点卯过了，难得再有石子落下来。”

恰在此时，街道上传来数声惨叫，原来是宋军的箭雨不知为何忽然变密，几个拣箭的百姓躲避不及，中了好几箭，忍痛不过大声的呼叫，这样一来身手更加不灵，屡屡中箭，在街面上翻滚了半晌便没了声息。

娟儿颇为惶恐地看着这幅场景，终于忍不住，呜呜地低声哭泣起来。蔡久言婆娘早亡，拉扯蔡呈祥都是靠着棍棒底下出孝子，男儿流血不流泪的古训，见她哭泣，只叹了口气，等到宋军的箭支终于稀疏了下来，按时辰，大约是一拨箭支用完，正在等待辎重接续的当口，蔡久言便不叫娟儿，独自走出屋舍，小心翼翼地挑选那些箭头没有损坏的箭支。未几，蔡老汉感觉身后有些声响，回头看时，却是娟儿也跟了出来，她没有力气将射入砖石缝隙和房梁上的箭支起出来，只能四处寻找恰巧呈斜角碰在屋瓦上，又弹落在地上的箭枝。见娟儿脸上犹自挂着泪珠，如同花脸猫一般，却紧咬着嘴唇，蔡老汉又叹了口气，伸手将那插在已经被射死的百姓身上的几支箭起了出来。

太平兴国四年五月六日，经历近五个月的抵抗之后，北汉前枢密副使、左仆射马峰让人抬自己进宫，痛哭流涕劝刘继元投降。刘继元出于同河西回鹘景琼可汗同样的担心，未与城中大将商议，当夜便派通事舍人薛文宝送降书给赵炅。

赵炅乍闻汉主刘继元愿降，喜不自胜。此时，由于河东军民的拼死抵抗，禁军将士伤亡者更多不胜数，内外马步军都军头王廷义，殿前指挥使部虞侯石汉卿伤重而死，其余大将中，蔡汉琼、荆嗣、呼延赞、韩起亦重伤。

赵炅当即至城北，宴薛文宝于城台，受其降，并命其带诏书给刘继元，以示抚慰，许其延享富贵。赵炅答应免除刘继元其罪，并赐给袭衣玉带及金银鞍马3匹、金器500两、银器5000两、锦彩2000段，文武百官也各有赏赐。又任命刘继元为特进、检校太师、右卫上将军，封彭城郡公，任命劝降有功的北汉丞相蔡恽为殿中监、马峰为少府监。作为交换，刘继元当于次日，也就是五月六日早晨出降，并立刻打开四面城门，放任禁军大队进城。