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郭進復轉解至太原，請太宗發落。太宗即命斬決於太原城下，懸首示眾，並傳呼城上道：“遼邦遣來的救兵已經在白馬嶺滅得個片甲無存了！縱是再發幾個急足去請援，我們就不捉住把來殺戮，好好地讓他到遼邦去，遼邦也再沒救兵了！如果趁早歸降，還可保全一城生命，赦宥爾等罪惡。倘仍然負固困鬥，城破的日子，定不免玉石俱焚哩！”劉繼元適在城上親自督兵守禦，看見宋軍殺戮他所遣的急足，又聽得宋軍傳呼的話語，曉得遼兵已敗，外援真個沒了指望。一座孤城，怎能久當宋軍傾國的精銳連連攻打，進不能進，退不可退，嗒然嘆道：“朕今日有死無疑了！”說著，眼淚隨聲而墮。那些守兵見著，各自悽然。這麼一來，北漢兵守禦力立時低降，宋軍卻又攻擊加緊，直到了千鈞一髮的時機。劉繼元正在萬分憂急，忽見前面宋軍紛紛辟易，兩員大將，一先一後，領著一支如狼似虎的兵馬，衝開宋軍戰壘，直趨向城門而來。到得近時，劉繼元看得親切，不是別人，乃是健雄軍節度使劉繼業父子。原來劉繼元切盼遼邦救兵不到，乃詔調劉繼業引兵入援。劉繼業奉到急詔，知太原緊急，即與兒子劉延郎領兵星夜馳援。當下劉繼元喜慰道：“劉繼業父子到來，朕得生望了！”即傳令開城放入。劉繼業參見劉繼元已畢，即分兵助守城池，親自往來指揮，兵氣復振。宋兵見有兵入城去了，忙報與太宗。太宗問明情形，謂潘美道：“這真是兩員忠勇良將！卿等破城時，務要為朕勸他生降，勿傷害了他。”潘美對道：“敬當為陛下致此忠良勇將。”太宗便又傳令猛力攻城，且親自領馬軍都軍頭輔超，鐵騎軍指揮呼延贊，直至城下督攻。眾將見聖駕親冒矢石，大家哪還敢愛惜生命，悉力猛撲。一霎時，毀去城堞多處。宋軍正待擁進，那邊劉繼業早指揮弓弩手萬箭齊射，宋軍遂不得入城。劉繼業即時督兵挨處修築復原。輔超憤極了，架梯親登，手執刀盾，冒死直上。劉繼業見了，命長槍手攢刺輔超。輔超不能覆上，只得退歸城下。解甲審視，身受十餘創，血透重衣。太宗嘉他忠勇，即賜錦袍銀帶，命他回營休息。太宗見劉繼業守禦如此盡力，恐怕攻得城破，殺傷必定不可勝計，非是王者之師所忍做的，因令暫停攻城。回御營親寫詔諭，用箭射入城中，復招劉繼元降順，許他得保始終富貴。先前太宗曾遣使詔諭劉繼元來歸，使者到城下，守陴將兵不納，所以此次便不遣使，用箭射城中。這時已是五月。
劉繼元得到箭頭詔諭，心意已動，但還在猶疑。翌日，指揮使郭萬超竟逾城出降，親信的臣子亦多逃亡而去，雖劉繼業堅守不懈，部下將士盡已離心，城中實有岌岌不可終日的趨勢。
劉繼元乃決計出降。是日夜間，劉繼元遣客省使李勳奉表見太宗，乞請降服。太宗立詔允許，並麾兵退一箭地，以示不復逼迫。太宗因轉至城北，登城臺，張樂設飲，大宴從徵諸臣。明晨，劉繼元率百官出降，縞衣紗帽，待罪臺下。太宗特詔赦免他的罪，賜襲衣玉帶，召他升臺。劉繼元升臺，叩首謝罪。太宗又詔授檢校太師、右衛上將軍、封彭城郡公，給賜甚厚，劉繼元復叩首謝恩。太宗即命導引軍兵入城。劉繼元領旨下臺，先行導引潘美等軍入城。將近城門，城上劉繼業大聲道：“勿再進！我主雖然歸順了，我卻不願生降！願開城與你們一戰，拼個你死我活！”潘美見是劉繼業，即止住各軍暫停勿進，回報太宗知道。太宗即御駕親臨，命劉繼元單身入城，好言撫慰劉繼業歸降。劉繼業不得已，大哭一場，解甲開城，至太宗駕前投順。太宗大喜，要厚結其心，忙下車親手把他扶起，面授為右領軍衛大將軍，並解腰間玉帶賜與給他。這劉繼業乃太原人氏，本來姓楊，單名做業，在劉崇時，因愛他忠勇，賜姓劉，更名做繼業。至是太宗遂命劉繼業複姓楊名做業。後為宋朝名大將，稱呼為楊令公。當下楊業即親導太宗並潘美等軍兵入城。
太原遂屬宋。這正所謂：請看今日之城中，竟是誰家之天下。
北漢始祖劉崇，系後漢高祖劉知遠弟，受封太原。郭威篡漢，劉崇遂僭立稱帝，號做北漢。劉崇傳子劉鈞。劉崇有甥二人：一名薛繼恩，一名何繼元，都是劉崇女所生。因為劉崇女嘗兩嫁：初嫁與薛釗，生薛繼恩；再醮與何家生何