二十一日，宋钦宗改派徽猷阁待制王云，以礼部尚书身份任大金国和议国信使，刘岑改任大金军前和议使。所有计议使，都改称和议使。二十四日，又将李若水改为以吏部侍郎身份，任山西军前和议使，王履以相州观察使身份担任副使。九月一日，李若水和王履离开东京，前往宗翰军中。

八月十七日，宗翰从云中出兵一路南下，直指太原。他这次对太原是志在必取，他已做了充分的攻城准备。他要彻底摧毁太原城，打通南下黄河之通道。

坚守在太原城内的张孝纯和王禀，并不知道金军已大举进攻，也不知道救援太原的宋军诸路兵马已经陆续失败。在金军发动总攻前，张孝纯遣人缒城而下，向朝廷呈上最后一封求救信：“太原被围，今已八月余日。城中居民死亡十之八九，守御之卒糇粮己绝，以铠甲充食者已二十余日。士卒多疲病，贼人知之攻势甚盛，诸道援兵杳无踪迹，城中危急朝不保夕。臣深感责任重大，反侧不安，虽暂且可勉强支撑，然观其事势，若援兵数日不到，必致误大计。臣将尽节效死，早已做好自断之准备。然而，今日遇陛下不世出之主，臣不得参与群臣之列，而上无补宗庙万分之一，下不能全阖城忠义之民，望阙忍死，死不瞑目！望朝廷博谋广访，长思深虑，为社稷天下之计，不胜幸甚！”

信写完后，张孝纯感到意犹未尽，于是又用贴黄补充道：“臣窃闻宣抚制置使等诸道聚兵，恐是计出万全，不只解围太原，还将尽复失地。但因本府形势已危，决难等待，臣已向宣抚制置等申报。如王师并进，如已战胜，即请指挥诸将不以太原存亡为念，乘胜前来。臣等尚死守，尚觊觎王师之来。”

接着，张孝纯又给儿子张灏写信道：“城中事势已禀报朝廷，也已申报宣抚制置司。此中况味，正如病危行汗，存亡在须臾之间。而呼医未至，其荒扰可以想见也，迫迫切切。医久不至，今病入膏肓矣。然可奈何？忍死以待，尚冀灵丹速投，起此危证也。

今月十三、十四、十五日，发现贼兵自东南傍城往北而去，当时以为援师相近，逼逐前来。十六日，又发现贼人数十骑驰来。至二十日，又有二三十骑贼兵自晋祠榆次方向往北而来。连日间贼兵往来不定，竟不闻王师远近消息。阖城军民久已乏食，又无逃生之路，人心极不安帖。事势愈危，死亡之期近在朝暮。可速赴宣抚制置使司，催促大军，星夜前来解围为望。

今日又有贼兵数队军马来到城东，他们带来粘罕一封信，说大军已屯驻太原，汾州、南关、平遥、寿阳等处诸官兵，悉已战退。虽金贼奸狡，语言狂妄，不可凭信，但因援师屡失期约，又无确切消息，阖城之人愈更忧疑。可体念本府事体危急，人心反侧，速促督大兵前来解危。”

不久，宗翰领兵来到太原城外元帅府，下令发动总攻。他们先用三十门礟石轰击城楼。礟石是一种石炮，威力很大。只见战鼓一响，三十门礟石便一齐发射，飞石如雨，斗大的石块被抛入城上，遭击中的楼橹无不损坏。

王禀对此早有防范，他预先在城墙上设置了很多虚栅。金人不知虚实，以为全都是城防设施，于是猛烈轰击。而且，王禀还预先存放了很多糠布袋，楼橹被砸坏者，可即时修复。所以，礟石轰击虽然猛烈，但并未给宋军造成毁灭性打击。

炮击过后，金军开始组织攻城。要想登上城墙，首先必须突破护城河。金军对此可谓煞费苦心。他们预先准备了五十辆大车，车上装载巨木，搭成房屋形状，外边蒙上生牛皮，再裹上铁片，这样即使神臂弓也射不穿。这种器械类似于装甲车，金人称之为洞子。人藏在洞里，推车前进。车内装载填濠之物，分为三层，下边是用大树枝子绑成的支架，中间是细密的草席子，最上层是土。这样填护城河，填塞物不会散开，可缓缓沉入河中。如此连续不断进行，便可将护城河填平。

然而，王禀也有应对之策。他预先派人沿城墙下挖地道，开窟窿，将火鞲藏在里边，等河中的草席和树枝堆积较多时，便放灯盏于水面上，灯火就会将柴草引燃。火势渐盛，火焰映红半边天。