这一阵，宋军折了三千余人，而金军因为主力未到，也不敢恋战。丁川第一次领教了金兵的凶悍绝伦，那些女真蛮子皆是长枪快马强弓硬弩，头戴皮裘身着铁甲，来去如风。在这种高机动的骑兵集团面前，大宋以步兵为主的军团只有原地挨打的份儿。
统兵的宣威将军王凛心知肚明，同游牧民族的精锐进行野战无异于以卵击石，只能尽快进入城中，凭借高墙深壕消耗对方的力量。为了避免被金兵主力包围在太原城外，全军都轻装疾进。
就在宋军刚进太原城，也就是前后脚的工夫，金兵主力已到了城外，西路金兵统帅完颜粘没喝①带领三十万之众，号称五十万，只见旌旗蔽野，刀枪似林，把太原城围得铁桶一般。
这时城中收到的最后消息是，金兵东路军已克燕京，指日就能渡过黄河攻到汴梁。如果西路金军攻陷太原，就可以同另一路金军会师，一举拿下北宋都城。现在太原军民所面临的选择只有背水一战了。
大将王凛身经百战，见势头于己方不利，便打算出奇制胜，在禁军精锐中选拔了三千死士，借着夜色用绳索垂下城头，要趁金兵立足未稳之际杀他个天翻地覆。如果能尽快打乱敌军的阵脚，说不定就可以扭转战局。
丁川眼明手快，武艺出众，自然也被选在其中。当天晚上乌云压顶，星月无光，丁川等人身裹软甲，饱餐了一顿战饭，各藏兵刃火种，准备出城偷营。但此时万万不敢开城，只好用长绳悄悄垂放城下，三千精锐禁军摸入了金兵大营。
宋军待到近前，听得一声响箭为号，同声举火发喊道：“爷爷们踹营来也！”呐喊声中一拥而上，正要冲过去挥动刀枪乱杀乱砍，顺便再给他来个火烧连营。
谁知事先竟然走漏了消息，那金营中早有防备，已是弓上弦、刀出鞘，只见伏兵四起，枪林箭雨地招呼过来，真是“刀砍枪挑锤打去，人头滚滚肉为泥”，顷刻间杀得血流成河。丁川仗着一身精熟武艺，恶战之际，只他这一柄长刀底下，就不知剁翻了多少金国兵将，又点火焚烧了一大片营帐，趁乱死战得脱。
那三千偷营劫寨的大宋禁军，包括丁川在内，总共才有一百多人闯出重围。几乎是人人挂彩，个个带伤，都跟血葫芦似的，其余的兵卒则全部陷在阵中。
城上的守军刚刚把丁川等人接上城去，金军便开始发动大兵攻城。宋军守将在城头一望，只见敌军密密麻麻犹如蝼蚁一般，怕是不下数十万之众。异族之间的战争，不同于一个民族内部改朝换代的战争，是没有任何人性可言的，不分男女老幼士农工商，在敌人的眼中都是一样的。
能否守得住太原，事关大宋的生死存亡，此城一失，东西两路金军就能对大宋都城形成合围，举国上下必然动摇，这无异于把汴梁拱手送给金人。太原一旦失守，开封岂能保全？所以城中军民，无不抱定了死守的决心，举城出力，抢修楼橹、挂毡幕、安炮座、设弩床、运砖石、施燎炬、垂檑木、备火油，准备了足够的防守器械。太原城防分为四方，除了精锐禁军之外，每方另外配备正规军数万余人。并且还有保甲民兵协助，共组织马步军四万余人，分为前、后、左、右、中五军，要同金兵决一死战。太原城地势险要、民风强悍，真要死守坚城，虽然金兵势如破竹，却也未必能够轻易攻取。
金兵首先发动了锁城法，把城中的水道粮道全部截断。使用五十余部炮车（投石机），以斗大的炮石射击城中的防御主体敌楼。
敌楼一般采用砖木结构，一旦被炮石击中就会崩塌一块。宋兵为了保护敌楼就用城中居民的棉被和装满糟糠的麻袋一层层地铺到敌楼上减缓炮石的冲击力。
太原城外有很深的壕沟，用来防止步兵对城墙的直接冲击，金兵用一种新型武器洞车对壕沟进行破坏。洞车中间是空的，可以装上木料，一车一车地推到壕沟前，把壕沟填平。而宋军就在城中挖了地道通往城外壕沟，等金兵填满了木料就放火焚毁。
金兵又使用了一种大型攻城器械鹅车，这在当时这是一种攻守兼备的先进装备，两侧有木轮可以在里面推动，上面贯有铁皮，里面可以容纳五十名士兵。鹅车直抵城下，里面的金兵用铁锹凿挖城墙。
宋军就用粗绳从城上钩拉，使鹅车失去重心倒下，后来绳子不够，就干脆把城内的青石台阶的巨型条石拆下，从城上将千斤巨石砸下破坏鹅车。
在最危险的时刻，城中连一粒粮食一滴水也没有了，弓箭礌石全部消耗殆尽，城墙被挖得千疮百孔，城内百姓易子而食。为什么要易子而食？只因实在没东西可吃，不吃自家的小孩，那小孩也会饿死，但骨肉血脉如何忍心相食？只好与别的人家交换孩子来吃。守军则先杀战马，最后不得不煮皮甲充饥。
攻方百计进攻，守方就应对而用百计防御，双方死伤不计其数，城上城下都堆满了尸体。
这一场恶战，持续了足足半年，大宋外围的援军越来越多，眼见金兵大势已去军心惶乱。这时大宋朝廷竟然放弃了胜机，主动议和，写降书纳顺表，并向大金献出了和宋军尸体一样多的金银。