八月，辽太宗派出萧辖里前往河东通报驰援会师的日期，不久之后，德光便亲率大军救援石敬瑭。九月，天上有飞鸟自己下坠而死，辽太宗大笑道：“这是李从珂将自取灭亡的征兆啊！”于是辽军进入雁门关。很快到达了忻州，辽太宗在这里祭祀了天地，然后就来到了太原，他派使者前往晓谕石敬瑭说道：“寡人兴师远来，当即与石卿一道破贼！”这时后唐大将高行周、符彦卿带兵来抵挡辽师，辽太宗不敢轻进，于是勒兵列阵于太原城下。
等到开战的时候，辽太宗先让大军佯装后退，后唐大将张敬达、杨光远立面跑到太原之西列阵，可还没有形成大阵，辽军反杀过来，高行周、符彦卿想要来救张、杨二将，结果也被辽伏兵所阻，一时间唐军首尾不能相救，张、杨二人大败，弃仗如山，被辽军斩首数万级之众。张敬达一口气逃到了晋安寨自保，太原解围，石敬瑭吓得赶紧率官属出来与辽太宗相见，德光握着他的和对他进行了抚慰。不久，辽军围攻晋安。
冬十月，辽太宗封石敬瑭为大辽晋王，并且还跑到他的府上做客。石敬瑭和他的妻子，也就是唐明宗的女儿李氏率全部的亲属为辽太宗敬酒陪侍。起初围攻晋安的时候，辽太宗就分遣了几支精兵守住了各大要害之地，然后又断绝了后唐的援兵之路，而唐末帝李从珂很快派出赵延寿带兵二万屯于团柏谷，唐将范延广也奉命带兵二万屯于辽州，幽州赵德钧则带所部兵马一万余人冲向赵延寿的兵马，与辽军合势进击唐师。而唐军得知辽军和晋军都有备，皆逗留不前，一向勇猛无敌的李从珂气得亲率精骑三万前来，到达河阳又亲自督促天下诸军向前，可天下诸军都不肯去救张敬达，气得李从珂日夜狂饮美酒，悲歌度日。
辽太宗则将石敬瑭召到行营大帐，赐他坐下，然后从容对他说道：“寡人远在三千里上京临潢府举兵而来，一战而胜，这不是天意吗？寡人观汝长得非常雄豪，气度也很宏大，很适合做南朝的君王，但一定要世代做我辽国的藩镇辅臣！”石敬瑭听了之后非常高兴，于是就命有司在晋阳设坛，准备接受辽太宗的册命。
十一月，辽太宗册封石敬瑭为大晋皇帝，史称后晋王朝。没过几天，辽国候骑来报说南面有兵马杀到，不久又说西面也有兵马杀至，吓得辽太宗命大将迪辇洼带兵抵挡，而张敬达在晋安已经被围八十余日，内外隔绝，军粮也吃尽了，城中军民只有吃马粪，并拿木屑喂马，战马饿得相互啃咬彼此的尾巴，饿死的战马就被拿来充饥。杨光远则功张敬达出降，敬过说道：“本帅有死而已，你们想投降，就将本帅斩杀然后降了吧！”杨光远、安审琦只好将张敬达斩杀，然后向辽军投降。
可当辽太宗听说张敬达至死不变的模样，气得直对左右将领说道：“好男儿！凡为人臣，当如此也！”于是命人将他厚葬，他又把所降军士及战马五千匹全部赐给了后晋高祖皇帝石敬瑭，然后祭祀天地告以成功。而辽国仆射萧酷古只来奏说赵德钧等后唐诸道援兵将要逃跑，辽太宗立马传诏辽军追击。赵德钧等唐军全吓得丢盔卸甲，自相践踏，挤于川谷之中，死伤无数。辽太宗又命大侄子永康王，也就是耶律倍的长子耶律阮带轻骑占据险要之地，阻截唐师步兵，最后俘虏了一万余人。
辽军又杀到了团柏谷，辽太宗非常开心，拿出酒肉来祭祀天地，不久又追及到了赵德钧父子，老赵很快率众投降，辽太宗来到潞州，召集诸将商议是继续南下灭唐，还是见好就收班师，诸将都非常疲惫，皆请班师，辽太宗只好冷笑着听从了。晋高祖听说辽太宗要走，立马安排与德光宴饮，喝到痛快之处，晋高祖当场跪请辽太宗，要做他的义子，当时晋高祖比辽太宗大十岁，辽太宗都感到很不好意思，但盛情难却，只好答应了下来，就此执手约为了父子。
辽太宗又命大将迪离毕将五千骑兵护送晋高祖杀入洛阳，解决唐末帝李从珂，临别之时，辽太宗又对晋高祖说道：“寡人暂留于此，等你平定了洛阳之乱，再回上京！”于是后晋大军进军至河阳，李从珂惨败，于是召来辽太宗的大哥耶律倍陪他一起自尽。耶律倍不肯，唐末帝就派人将他斩杀，然后举族自焚，就连秦始皇的传国玉玺也被李从珂带在身上，就此毁灭了。辽太宗听说辽晋联军打下了洛阳，就下诏命人将所有战死的士卒尸首堆积到汾水畔，筑成京观，以威慑中原群雄。晋高祖很快派他的宰相桑信翰写了一篇“雄文”，为辽太宗歌功颂德。
十二月，辽太宗又派近侍挞鲁存前往向晋高祖问候，并索要报酬。他又遣使者驰奏捷报于述律太后，然后命诸道辽兵正式班师。很快，辽太宗从太原北还，而当他听说晋高祖已进入洛阳，又派郎君解里德前往问候。辽太宗到达细河畔时，又检阅了降将赵德钧父子的兵马。辽太宗再次来到了雁门关，接着又临幸了应州，这时后唐大同、彰国、振武三大节度使都跑来跪迎，辽太宗将他们全部滞留不再放他们回去。
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