石重貴自以爲曾戰敗過契丹，想要親自率兵北征，被李彥韜勸諫阻止。當時符彥卿擔任的是行營的職務，晉帝把他留下，讓他守衛荊州口。十二月初六，石重貴下詔命歸德節度使高行周爲北面都部署，命符彥卿任副職，一起守衛澶州；命西京留守景延廣守衛河陽，擺開了迎戰的架勢。
奉國都指揮使洺州人王清向杜威進言道：“現在大軍離恆州城只有五里，守在這裏幹什麼！軍營孤立，糧食喫完，必將自己潰敗；末將願率步兵二千爲先鋒，奪取橋樑，開闢道路，您率領各軍緊隨其後，能夠進入恆州，就沒有憂慮了。”杜威允許了，派王清和宋彥筠一起前進。
王清作戰銳不可當，契丹兵不能與之抗衡，稍稍向後退卻，衆將領請求立刻派大軍隨後前進，杜威卻不允許，給了契丹喘息的時機。宋彥筠一部被反撲上來的契丹軍打敗了，自己游回岸邊，免於一死。王清獨自率麾下兵士在河北岸佈陣奮力作戰，兩軍互有傷亡。王清屢次向杜威求救，杜威竟然不派一騎前去支援。
王清對士兵們說：“上將手握重兵，卻坐觀我們在困急當中不來救援，他一定有叛變之意。我們應該以死報國！”大家爲他的話所感動，沒有一人後退的，一直殺到日暮，仍然戰鬥不息。契丹又派新的軍隊前來進攻，王清和士兵們因寡不敵衆、精疲力盡，全都戰死了，從此，後晉各軍喪失了士氣！
初八這天，契丹主派兵從遠處包圍了後晉軍營，軍營與外界聯繫斷絕了。軍中糧食將盡，杜威和李守貞、宋彥筠謀劃投降契丹，李守貞一向唯杜威馬首是瞻自然同意，宋彥筠剛從契丹手下死裏逃生嚇破了膽也趕忙同意，杜威就暗中派遣心腹到契丹主的牙帳裏，邀功求取重賞。
耶律德光誆騙杜威說：“趙延壽威望素來淺薄，恐怕不能作中原的皇帝。你果真能投降，就讓你當皇帝。”杜威大喜，於是擬定了投降的計劃。
開運三年十二月初十，杜威在軍帳周圍埋伏了全副武裝的士兵，召集衆將領前來，拿出降表給他們看，讓他們署名。衆將領驚愕害怕，沒有敢說話的，只有“是、是”地聽從命令。杜威派門使高勳帶降表送給契丹，契丹主賜下詔書撫慰收納他們。
這一天，杜威命全軍士兵到營外列陣，軍士們十分踊躍，以爲就要去和契丹打仗，這陣子敵人就在幾裏外卻幹看着，可把軍士們憋壞了。杜威宣佈：“現在糧食已喫光，無路可走，應和你們一同求取生存的辦法。”於是命令全軍放下武裝。軍士們都抱頭痛哭，哭聲振動了原野。杜威、李守貞爲了洗白，還在衆人中宣揚：“君主無德，聽信任用奸臣小人，猜忌我們。”聽到的人沒有不咬牙切齒的。“看看杜威的德行，“兵熊熊一個，將熊熊一窩”這句話說的真是太對了！
耶律德光派趙延壽身穿赭袍來到後晉營中撫慰士兵，指着赭袍對杜威說：“這都將是你的東西。”杜威以下將領都到馬前迎接拜見。趙延壽也給杜威穿上赭袍，給後晉將士們看，其實這都是愚弄他們的把戲而已。契丹主任命杜威爲太傅，李守貞爲司徒。杜威引導契丹主來到恆州城下，告訴順國節度使王周自己投降的情況，王周便出城投降了。十二月十二日，契丹主進入恆州，又派兵襲擊代州，刺史王暉也開城投降了。
義武節度使李殷、安國留後方太，都投降了契丹。契丹主任命孫方簡爲義武節度使，麻答爲安國節度使，任命客省副使馬崇祚代理主持恆州事務。
已位至契丹翰林承旨、吏部尚書的張礪對耶律德光說：“現在大遼已得天下，中原的將相應由中原人來做，不宜用北國人和左右熟悉的人。如果政令失誤，就會人心不服，雖然得到了天下，也還會失去。”耶律德光不肯聽從。
耶律德光率兵從邢、相二州南下，杜威率降兵跟隨。杜威投降的事，皇甫遇當初沒有參預謀劃。耶律德光要派皇甫遇先率兵進入大梁，他推辭了，退下後對親信說：“我身爲將相，兵敗後不能去死，怎能忍心再謀取君主呢！”兵至平棘，皇甫遇對身邊跟隨人的說：“我已經好幾天喫不下飯了，還有什麼面目再往南走啊！”於是自己掐喉而死。耶律德光就改由張彥澤爲先鋒率兩千騎兵去攻取大梁，並且安撫那裏的官吏百姓，派通事傅住兒爲都監。
張彥澤生性殘暴，既已決意叛敵，知道先取都城大梁乃是發大財的美差，指揮手下騎兵日夜兼程飛奔疾馳，夜裏渡過白馬津。
開運三年十二月十六日，石重貴才知道杜威等人已投降，當天傍晚，又聽說張彥澤已到了滑州，就召李崧、馮玉、李彥韜到宮中議事，打算詔命劉知遠起兵來援救都城。十七日，天還沒亮，張彥澤已從封丘門破關衝入城中。
李彥韜率領禁軍五百名前往迎敵，不能阻止。張彥澤在正南明德門外駐軍，城中大亂。
此時宮中禁軍已空，有近侍提及還有駐紮在大梁東北的一支飛騎，石重貴嘆道：“是趙弘殷那一支從洛陽夾馬營過來的馬軍吧，從先帝開國始，宮中禁衛就一直用咱們太原的人，這麼多年，朕與先帝幾乎忘了有這麼一支隊伍，朕與先帝也從來沒有給人家趙弘殷升個一官半職；關鍵現在賊兵已經入城，去調趙弘殷也來不及了，朕只有寧死不辱了，總不能讓自己的女人爲賊兵糟踐。”石重貴於是在宮中放起了火，自己提着寶劍驅趕後宮的十幾個嬪妃跳入火中，自己也準備跳進火裏，被親軍將領薛超抱住了。
正在這時，張彥澤從寬仁門外傳進耶律德光給太后的書信以示撫慰，並召桑維翰、景延廣前來。石重貴長出了一口氣，說道：“怪不得張彥澤駐在明德門，不攻入宮中，還是給朕留了幾分臉面，朕還是主動出降吧，免得兵禍殃及池魚。”
於是皇帝命令滅火，打開所有的宮門，坐在御苑中和后妃們相聚哭泣，召翰林學士範質草擬降表，自稱：“孫男臣重貴，禍事來臨神鬼迷惑；運數已盡天命滅亡。現在和太后及妻子馮氏，全族大小都在郊野兩手反綁向前排列，等待降罪。派兒子鎮寧節度使石延煦、威信節度使石延寶，奉上國寶一枚、金印三枚出城迎接。”太后也上表稱“新婦李氏妾”。
傅住兒入宮內宣示契丹主耶律德光的命令，晉帝石重貴脫下黃袍，穿上素色衣衫，再次叩拜聽從宣示，宮內左右侍從們都掩面涕泣。晉帝讓人召張彥澤來，想和他議事。張彥澤說：“臣沒臉去見陛下。”晉帝再次召他去，他只是微笑卻不答應。