刘守光连接败报，惊惶的不得了。连忙用卑辞和重金厚币，向后梁求援。当时朱温督兵攻赵，却被晋将李存审吓推。幽州失了去了大援，更加觉得孤单、危险，只好誓死坚守。晋将周德威因为幽州城大而且坚固异常，觉得兵力不够用，于是再向太原要求增兵。晋王李存勖便调李存审，带领吐谷浑、契苾两部番兵，前去和周德威会合。周德威得到了增援，于是四面筑垒，作为围攻之计，刘守光更加恐惧不已。
燕将单廷珪，素来号称骁勇善战，因此请求出战。六守光于是拨了精兵万人给他，令他开城出击。单廷珪披甲上马，扬鞭出城，一声狂呼，万人随进，左冲右突，确实有些利害。晋军拦阻不住，退到龙头冈。这个冈峦高出云表，颇为险峻。周德威倚冈立寨，据险而守。
猛然间周德威看见单廷珪跃马前来，来势极为凶猛，下令部将们排定阵势，自己上冈指挥，准备迎敌。单廷珪远远看见周德威，便对左右说道：“今日必要擒周德威，献给我主！”说毕，手持着一枝长枪，当先突阵，枪锋所至，无人能挡。晋军三进三退，单廷珪冲过阵后，一人一骑，不管死活，竟上冈去捉周德威。
周德威究竟是沙场老将，并不慌忙，但是却装作惊慌胆怯的样子，回马急走，跑上峰顶。单廷珪跃马追上，觑着周德威的背后，一枪刺去，满以为可以洞穿胸腹。那知周德威早已有备，闪过一旁，让开枪头，右手恰掣出铁檛，向单廷珪马头猛击。战马忍痛不住，滚了下去。
冈峦本就不平，这一滚约有数丈。任你单廷珪如何骁勇凶悍，也约束不住。被摔得人仰马翻，跌得皮开血裂。凑巧下面有晋军的士卒，顺手抓住单廷珪，把他捆绑了起来。燕兵见主将被擒，慌忙退走。被晋军驱杀一阵，斩杀了三千余人，剩下的燕兵吓得赶紧逃入城中，全城士气顿时被夺。
周德威斩了单廷珪，又分兵攻下顺州、檀州，接着攻取芦台军，再克居庸关。刘守光惶急异常，屡屡使人向后梁告急。但是当时梁廷正值内乱，无暇顾他。他只得另外设法，命大将元行钦募兵在山北。骑将高行珪镇守武州，作为外援。
晋王李存勖立刻派遣李嗣源去攻打武州，高行珪出战失利，于是投降了李嗣源，李嗣源这才退回。元行钦听说武州失守，于是引兵攻打高行珪。高行珪令弟弟高行周作为人质去了晋军，求他援助。李嗣源于是再次进兵，攻击元行钦，八战八胜，元行钦力屈投降。李嗣源爱他有勇有谋，收为义子，令他为代州刺史。
高行周留在了李嗣源身边，常常与李嗣源的义子李从珂，分别统领牙兵，转战有功。李从珂的母亲魏氏，先是王氏之妇，生子名阿三。李嗣源随李克用出师河北，掠劫到魏氏，见她秀色可餐，便纳为妾室。阿三即拜李嗣源为义父，取名李从珂。等到李从珂长大，以勇武闻名军中。晋王李存勖经常叫着他的小名，说道：“阿三与我同年，勇敢也与我相类，真是一个不凡之子。”
且说周德威围攻幽州，已经过的一年。从前因为幽州四近，还有燕兵散布，因此须要远近兼顾，内外合筹，一时不便进攻。唯有连营竖栅，与燕相持。到听到四面的犄角，都已被毁灭，于是进军南门，专力攻城。刘守光日夜不安，自知兵力不支，不得已致书乞怜，愿签城下之盟。
周德威对来使笑道：“大燕皇帝，还没有郊天，为喝如此雌伏！我受命讨罪，不知道其他的事。至于继盟修好，更非我想听的话，请替我转告燕帝，休想求和，快来一战。”于是叱退来使，不肯答应。刘守光闻报，越加窘迫，又派遣部将周遵业，带着绢千匹，银千两，锦百段，献入晋军军营。
周尊业哀求周德威，说道：“富贵成败，人生常理，录功叙过，也是霸主盛业。我王刘守光，不想为朱温部下，所以才背叛了梁主称尊。那知得罪了大国，劳师经年。现已知罪戾深重，还请宽恕！”周德威说道：“能战即来，不能战即降，何必多言！”周遵业还要开口，却见周德威起身入内，只好怏怏退还，报知刘守光。
刘守光搔首挖耳，无法可施。踌躇犹豫了许多时候，突闻城外喊声大震，晋军又来攻城。刘守光不得已，只得硬着头皮，登城巡守。遥见周德威跨着骏马，手执令旗，指挥战士，于是凄凉地大呼唤道：“周将军！你是三晋的贤士，奈何如此迫人，怎不网开一面？”周德威答道：“公已为俎上肉，只要责己，不必责人！”刘守光语塞，流涕而下。
不久平营、莫瀛诸州，均已投降晋军。刘守光却情急智生，暗中发现晋军有些松懈。于是亲自引兵，连夜出城。偷偷地抵达顺州城下，假充晋军，喊开城门。守卒被他所骗，又黑夜无光，竟开城放入。城门一开，刘守光挥兵大进，乱杀乱砍，伤毙许多守卒，占住城池，又乘胜转攻檀州。
那时周德威已经得知，急引兵来檀州攻击。刚好与刘守光相遇，一场混战。周德威大破刘守光，刘守光带领残卒百余骑，逃回幽州。晋王李存勖派遣张承业犒劳、慰问行营，与周德威商议军情。此事被刘守光得知，又致书张承业，举城求降。
张承业知道他狡猾无比，拒回来使。急得刘守光真正没法，再派人去契丹，请求援兵。契丹酋长耶律阿保机，也听说过他平日毫无信誉，也不肯出兵救援。刘守光急上加急，除出降外无别法。于是屡屡遣使向周德威乞降，周德威始终不许。于是刘守光又登上城头，对周德威道：“我已力屈计穷，只求将军少宽一时，等晋王亲来，我便开门迎接，伏首听命！”
周德威于是托张承业回报晋王。晋王李存勖命张承业刘守，权知军府大事。亲自来到幽州，单骑抵达城下，叫出刘守光，对他说道：“朱温篡逆，我本想会合河朔五镇兵马，兴复唐祚。公不肯与我同心，而又效法逆温，居然僭号称帝，还想并吞镇、定。所以引得大众愤发，至有今日。成败也是大丈夫常事，必须自择所向，敢问公将何从？”
刘守光流涕道：“我今已是釜中鱼，瓮中鳖了，惟王所命！”晋王也觉动怜，即折断弓矢，向他盟誓道：“只要你出来相见，保你无虞。”刘守光听完，又以为他是仁柔易欺，便含糊答应道：“再等他日！”晋王又笑又怒，返入周德威营中，决定督军猛攻，誓入此城。
这夜里，燕将李小喜缒城来降，并报称城中已经力竭。这李小喜原是刘守光嬖臣，教刘守光切勿投降晋王，刘守光被他哄动。于是遇着危急时候，不得不作书求降，其实是缓兵之计，并非真心要投诚。不料李小喜如今先走一着，竟已奔投晋营。