太原城中的蔡懋德雖被解職，但仍繼續與布政使趙建極等人積極籌劃守城事宜，李自成遣人持牌招降，蔡懋德擊碎降牌，擒斬勸降使者，以示堅守太原的決心。

李自成得知使者被斬，勃然大怒，親自指揮大軍攻城，太原守軍雖少，但在蔡懋德感召下，將士用命，殊死抵抗，這一仗打得非常慘烈，驍將朱孫訓、牛勇等一次次地擊退大順軍的進攻。

後牛勇被炮擊中死亡，士氣受挫，在這生死關口，蔡懋德請求晉王朱求桂拿出糧餉激勵士氣，可朱求桂這狗孃養的只拿出3000兩銀子，弄得守城官兵憤憤不平。

恰好此日狂風大作，拔樹揭瓦，入夜之後風勢愈來愈大，呼嘯不止，李自成乘勢發起猛攻，一舉奪取南關。

大南門守將張雄棄守出投降，並放火燒燬城樓，南城上一堞樓內貯藏有火藥數十籠，火藥被引爆，如天崩地裂，聲震全城，緊守城頭的太原衛千戶陳嘉琦及其弟陳嘉貴皆被炸死。

四城守軍望見南面城門樓起火，知道城已失守，便一鬨而散。

黎明時分，大順軍由南門殺入太原城，中軍副總兵應時盛持矛與大順軍展開巷戰，掩護蔡懋德突圍未遂，二人退至三立祠，蔡懋德力竭被俘懸樑縊死，應時盛亦縊死其中。

晉王朱求桂逃出城外，被追回後投降了李自成。

老朱家又有一個子孫成了光榮的大順軍將領。

李自成大舉進攻山西的時候，崇禎皇帝下了自己登基後的第六道罪己詔：朕嗣守鴻緒，十有七年，深念上帝陟降之威，祖宗付託之重，宵旦兢兢，罔敢怠荒。乃者災害頻仍，流氛日熾，忘累世之豢養，肆廿載之兇殘國。赦之益驕，撫而輒叛，甚至有受其煸惑，頓忘敵愾者

�