原隻是一座政治與戰略地位都不重要的小城，物資儲備極為有限，太原軍民已經在嚴密封鎖中苦苦支撐了八個多月，存糧基本用盡，士卒先是宰殺牛馬騾等牲畜，後來隻好烹煮弓弩皮甲以充饑，而城中百姓則隻能用糠秕和幹草來果腹，甚至出現了人相食的慘劇。盡管如此，太原軍民依然矢誌不渝，拒絕了宗瀚的數次勸降而決心以死報國。
做為一個遊牧民族，女真人長於野戰而短於攻堅，為了奪取太原，金軍總結了攻取遼國五京時的作戰經驗，除了早已實施並卓有成效的“鎖城法”外，還製定了一整套在當時極為先進的攻堅戰術。金軍運來三十座大炮，能將大於鬥的炮石拋入城內，城頭用於防禦的敵樓屢屢被擊中摧毀。北宋攻取晉陽時，就曾在城外構築過起防護作用、名為“洞屋”的掩體工事，而金軍更是建造了五十座下部安有車輪的大型機動洞屋，其作用尤如現代的裝甲運輸車，金軍企圖用它來運送土木填平護城壕。在攻城時，金軍製造了集洞屋與雲梯於一體兼顧防守與攻擊的鵝車，這種形如鵝狀的裝備下安車輪，上冠皮鐵，能夠有效保護士卒攻城。
太原守將王稟針鋒相對，對於大炮，在敵樓前設立柵牆，樓頂覆蓋糠布袋，這樣敵樓即使被擊中也不會有大的損壞而能夠迅速修複。對於填壕，宋軍挖掘地道直通護城壕，等金軍填滿木柴後就放火焚燒使其前功盡棄。對於鵝車，宋軍在城頭設立了也如同鵝狀的跳樓，從跳樓上將係有繩網的巨石套在鵝車頂部，使其重心上升，然後用搭鉤和繩索將鵝車拉倒。
人相食，意味著這座孤城的堅守已經支撐到了極限，在金朝生力軍半個月的猛攻之下，英勇頑強的太原城在堅守了二百五十多天之後，於九月初三失陷。盡管大勢已去，王稟依然率領饑餓疲憊的士卒堅持巷戰，背負著供奉於太原祠廟中的宋太宗禦容突圍出城，金兵全力追趕，身中數十槍的王稟投汾河自盡。金兵得到王稟的遺體後，宗瀚破口大罵，命令士卒策馬踏為肉泥以泄其憤。城破之後，太原三十餘名當地官吏壯烈殉國，金兵屠城報複，在饑餓中幸存的太原百姓幾乎被屠殺一空。
太原保衛戰的另一位功臣太原知府張孝純被俘後押往雲中，四年後，金朝扶立的偽齊政權建立，身陷囹圄的張孝純違心地接受了偽職，出任尚書右丞相，他曾投書宋高宗趙構，表白自己的迫不得已，並透露了偽齊皇帝劉豫準備派遣刺客暗殺南宋君臣的計劃。又過了八年，因為在與南宋的戰爭中屢屢失敗，偽齊被金朝所廢，張孝純等人被遣返南宋，張孝純為自己的失節而深感羞愧，自請致仕，病死於徐州。
攻陷戰略重心太原之後，金朝西路軍揮師南下，與東路軍遙相呼應，於年底會師開封，順利滅亡了的北宋王朝，是為“靖康之難”。
在圍困太原期間，金兵一部曾駐紮於晉陽城廢墟之中，當他們舉頭仰望太原故城巍峨的城牆時，可曾想到晉陽城如若不毀，金兵有可能攻破這座兵精糧足千古雄關嗎？當徽欽二帝北狩蒙羞的時候，可曾想過這正是當年趙光義下令火燒晉陽的報應？
盡管太原的地理位置依然重要，但太原抗金戰，是龍城太原在漫長的封建社會中最後一次對全國的政治、軍事形勢產生重要影響，從此後，太原基本沒有再為封建皇朝創立過有如漢唐五代時的功勳，太原再一次影響全國形勢時，已是八百年後的辛亥革命。
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