魏州方面，慕容彦超想加紧攻城，而高行周想却放慢进攻以等待敌人的漏洞。高行周的女儿是杜重威的儿媳，慕容彦超扬言说：“高行周为他女儿的缘故，爱护敌人而不发动进攻。”从此两将不和。
刘知远怕生出其他突变，于是御驾亲征。十七日，刘知远来到邺都城下，住在高行周军营之中。
高行周对他说：“城中粮食未尽，现在猛攻，只会白白损失士卒，不容易攻克城池；不如慢慢围困住它，等城中粮尽，自然会不战而胜。”刘知远深以为然。
但慕容彦超屡次借事凌辱高行周，高行周向执政大臣哭诉，又用双手捧粪土塞嘴。刘知远知慕容彦超理屈，仍命两位大臣和解，又把慕容彦超召到营帐里加以责备，并让他向高行周谢罪。
杜重威曾声称刘知远的车驾到达就会投降，刘知远派给事中陈观前去宣布旨意，杜重威却又临时变卦，关上城门拒不投降。
城中粮食逐渐吃光，很多将士多出城投降。
慕容彦超坚持请求攻城，刘知远不胜其烦，勉强同意。二十五日，刘知远亲自督励众将攻城，从寅时攻到辰时，士卒死伤过万，也未能攻克。慕容彦超于是不敢再坚持己见。当初，契丹留下一千五百名幽州兵守卫大梁。
刘知远进入大梁，有人密报幽州兵将发动兵变，刘知远一劳永逸，把所有幽州兵都杀死在繁台下面。
待现在围困邺都，张琏率两千名幽州兵帮助杜重威拒守，刘知远屡次派人劝谕招降，许诺不杀，张琏说：“繁台下面的幽州兵卒。有什么罪而遭杀戮？现在坚守此城，只求一死罢了。”
因此城池久攻不下，十一月初六，内殿直韩训进献攻城的器械，刘知远说：“守城所倚仗的，是众人的心。如果众人离心离德，城池就无人保卫，用这些器械干什么！”二十四日，因粮食吃尽，杜重威派王敏出城奉上降表。
二十五日，杜重威的儿子杜弘琏前来朝见。
二十六日，杜重威的妻子后晋宋国长公主石氏来朝见。刘知远再次把他们送回城中。
二十七日，杜重威大开城门，出城投降。这时。城中十有七、八的人都饿死了，活着的人也都骨瘦如柴没有人样。张琏要求朝廷讲信用发誓，刘知远下诏令允许返归家乡。
等出降以后，刘知远的诏令就打了折扣，释放士兵返回家乡，但却杀了张琏等将领军校几十人。
郭威请求杀死杜重威的一百多名牙将，并抄没杜重威家中的资财赏给战士们，刘知远同意了。
之后任命杜重威为太傅兼中书令、楚国公。杜重威每次出入。路上的人就跟在他后面，向他扔碎砖烂瓦辱骂他。当时粮食奇缺，人民饥不果腹，否则上手的就是菜叶臭鸡蛋了。
但这并不是杜重威的最终结局。948年正月二十七日，后汉高祖刘知远病危，召苏逢吉、杨邠、史弘肇、郭威入宫接受遗嘱，说：“我气息微弱。不能多说。承祐年幼弱小，一切后事拜托各位爱卿。”又说：“妥善防范杜重威。”