尽管宋朝使臣路允迪进城传达了割让太原的诏书，但太原军民与中山、河间两镇一样，拒绝了这份屈辱的圣旨，与恼羞成怒的金兵展开血战。出师已近半年的金朝西路军此时已是日益疲弊、粮草不济，宗翰用“锁城法”构筑重重工事将太原团团包围，留下大将银术可继续围城，自己则率领主力撤回大同。
宗翰北归后，猛将银术可扫平了太原外围州县，以偏师先后夺取文水、西都谷、祁县、太谷、盂县，并击败了救援太原的宋军地方部队樊夔、施诜、高丰部。
公元1126年(宋宣和七年），金兵二次南侵。南侵的兵力部署和进军路线较之前一次基本不变，但针对上次东西两路未能协调呼应而置东路孤军于背靠黄河独挡二十余万宋军的险境，二次南侵着意加强东西两路的互相协同，以实现两路夹击、会师开封的战略目标，而为了实现这一目标，其战略重点，就是攻取太原打通西路。太原，再一次成为众矢之的。
在重重包围中南顾王师望穿秋水的太原守军没有盼来自己的援兵，兵临城下的却是卷土重来的宗翰大军。宋代的太原只是一座政治与战略地位都不重要的小城，物资储备极为有限，太原军民已经在严密封锁中苦苦支撑了八个多月，存粮基本用尽，士卒先是宰杀牛马骡等牲畜，后来只好烹煮弓弩皮甲以充饥，而城中百姓则只能用糠秕和干草来果腹，甚至出现了人相食的惨剧。尽管如此，太原军民依然矢志不渝，拒绝了宗瀚的数次劝降而决心以死报国。
做为一个游牧民族，女真人长于野战而短于攻坚，为了夺取太原，金军总结了攻取辽国五京时的作战经验，除了早已实施并卓有成效的“锁城法”外，还制定了一整套在当时极为先进的攻坚战术。金军运来三十座大炮，能将大于斗的炮石抛入城内，城头用于防御的敌楼屡屡被击中摧毁。北宋攻取晋阳时，就曾在城外构筑过起防护作用、名为“洞屋”的掩体工事，而金军更是建造了五十座下部安有车轮的大型机动洞屋，其作用尤如现代的装甲运输车，金军企图用它来运送土木填平护城壕。在攻城时，金军制造了集洞屋与云梯于一体兼顾防守与攻击的鹅车，这种形如鹅状的装备下安车轮，上冠皮铁，能够有效保护士卒攻城。
太原守将王禀针锋相对，对于大炮，在敌楼前设立栅墙，楼顶覆盖糠布袋，这样敌楼即使被击中也不会有大的损坏而能够迅速修复。对于填壕，宋军挖掘地道直通护城壕，等金军填满木柴后就放火焚烧使其前功尽弃。对于鹅车，宋军在城头设立了也如同鹅状的跳楼，从跳楼上将系有绳网的巨石套在鹅车顶部，使其重心上升，然后用搭钩和绳索将鹅车拉倒。
人相食，意味着这座孤城的坚守已经支撑到了极限，在金朝生力军半个月的猛攻之下，英勇顽强的太原城在坚守了二百五十多天之后，于九月初三失陷。尽管大势已去，王禀依然率领饥饿疲惫的士卒坚持巷战，背负着供奉于太原祠庙中的宋太宗御容突围出城，金兵全力追赶，身中数十枪的王禀投汾河自尽。金兵得到王禀的遗体后，宗瀚破口大骂，命令士卒策马踏为肉泥以泄其愤。城破之后，太原三十余名当地官吏壮烈殉国，金兵屠城报复，在饥饿中幸存的太原百姓几乎被屠杀一空。
太原保卫战的另一位功臣太原知州（相当于知府）张孝纯（字永锡，江苏滕阳人）被俘后押往云中。四年后，金朝扶立的伪齐政权建立，身陷囹圄的张孝纯违心地接受了伪职，出任尚书右丞相，他曾投书宋高宗赵构，表白自己的迫不得已，并透露了伪齐皇帝刘豫准备派遣刺客暗杀南宋君臣的计划。又过了八年，因为在与南宋的战争中屡屡失败，伪齐被金朝所废，张孝纯等人被遣返南宋，张孝纯为自己的失节而深感羞愧，自请致仕，病死于徐州。
攻陷战略重心太原之后，金朝西路军挥师南下，与东路军遥相呼应，于年底会师开封，顺利灭亡了的北宋王朝，是为“靖康之难”。