所有士兵一視同仁，因此人心沒有二心。石敬瑭親自登城防守，在箭石之下坐臥，劉知遠說：“看張敬達等人修築高壘深溝，想打持久戰，沒有其他奇謀，不值得擔心。希望明公多派密使，謀劃外麵的事務。守城極其容易，我一人就能辦到。”石敬瑭握住劉知遠的手，拍著他的背賞賜他。
戊寅日，末帝任命成德節度使董溫琪為東北麵副招討使，輔佐盧龍節度使趙德鈞。
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末帝派端明殿學士呂琦到河東行營犒勞軍隊，楊光遠對呂琦說：“希望你代為上奏陛下，讓陛下不必日夜操勞。賊軍如果沒有外援，早晚就能平定；如果引來契丹，就放他們進來，一戰就能擊敗他們。”末帝聽了十分高興。末帝聽說契丹答應石敬瑭仲秋時節前來支援，多次督促張敬達猛攻晉陽，卻攻不下來。每次修築營壘，大多遇到風雨，長圍多次被水澇衝壞，最終沒能合攏，晉陽城中的情況日益窘迫，糧草逐漸匱乏。
九月，契丹主率領五萬騎兵，號稱三十萬，從揚武穀向南進軍，旌旗連綿五十多裡。代州刺史張朗、忻州刺史丁審琦環城堅守，契丹騎兵經過城下，也不引誘脅迫他們。丁審琦是洺州人。辛醜日，契丹主抵達晉陽，在汾水北麵的虎北口列陣。先派人對石敬瑭說：“我想今天就擊敗賊軍，可以嗎？”石敬瑭派人快馬告訴契丹主說：“南麵的軍隊實力很強，不能輕敵，請等到明天再商議出戰也不晚。”使者還沒到，契丹軍隊已經和後唐騎兵將領高行周、符彥卿交戰，石敬瑭於是派劉知遠出兵支援。張敬達、楊光遠、安審琦率領步兵在晉陽城西麵的山下列陣，契丹派三千輕騎兵，不披鎧甲，直接衝向唐兵陣列。唐兵見他們瘦弱，爭相追擊，追到汾水彎曲處，契丹騎兵涉水逃走。唐兵沿著河岸追擊，契丹伏兵從東北方衝出，衝擊唐兵，將其攔腰截斷為兩部分，在北麵的步兵大多被契丹殺死，在南麵的騎兵退回唐兵營寨。契丹發兵猛攻，唐兵大敗，步兵死了近萬人，隻有騎兵保全。張敬達等人收集殘兵退守晉安，契丹也率領軍隊返回虎北口。
石敬瑭俘獲一千多名唐兵降兵，劉知遠勸石敬瑭把他們全部殺掉。當天晚上，石敬瑭出北門拜見契丹主，契丹主握住石敬瑭的手，遺憾相見太晚。石敬瑭問：“皇帝遠道而來，兵馬疲倦，立刻和唐軍交戰卻大獲全勝，為什麼呢？”契丹主說：“起初我從北方來，以為唐軍一定會切斷雁門各條道路，在險要處設伏，那樣我就無法前進了。派人偵察，發現都沒有伏兵。因此我長驅直入，知道大事一定能成。兩軍交戰時，我軍士氣正盛，敵軍士氣低落，如果不趁這個機會猛攻，拖延日久，勝負就難以預料了。這就是我急於出戰並取勝的原因，不能用常規的勞逸道理來衡量。”石敬瑭十分歎服。
壬寅日，石敬瑭率領軍隊和契丹會合，包圍晉安寨，在晉安南麵安營，營寨長一百多裡，寬五十裡，設置了很多鈴鐺、繩索和獵犬，人一步也不能通過。張敬達等人還有五萬士兵，一萬匹馬，四麵望去無處可逃。甲辰日，張敬達派使者向後唐報告戰敗的消息，從此雙方音訊斷絕。
末帝十分恐懼，派彰聖都指揮使符彥饒率領洛陽步兵騎兵屯守河陽，下詔命天雄節度使兼中書令範延光率領兩萬魏州軍隊從青山趕赴榆次，盧龍節度使、東北麵招討使兼中書令北平王趙德鈞率領幽州軍隊從飛狐繞到契丹軍隊後方，耀州防禦使潘環集結西路戍守軍隊從晉州、絳州的兩乳嶺出兵趕赴慈州、隰州，一起援救晉安寨。契丹主將營帳移到柳林，流動的騎兵經過石會關，沒看到後唐軍隊。
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