待周武帝出得城来，已快是黎明时分，此战周军轻敌大意，三万军队进城，反被两千齐军打得大败，损失了四五千兵马，幸好皇帝安然无恙。众军士奋战了大半夜，饥寒交迫，在城外重新集结完毕，又劝周武帝及早退兵。周武帝方才亲眼目睹了高延宗的勇武，叹道：“想不到齐国除三杰之外，还有这样的人物，看来晋阳城一时取不得了。”言下之意，有心赞同大多数将领的退兵提议，率军返回平阳。宇文宪见皇帝神情沮丧，劝他道：“陛下运筹帷幄多年，好不容易才麾军深入到齐国的腹地，现今我军占据压倒性优势，岂能因为小小的挫折就轻言放弃。大丈夫行事，应当死中求生，败中求胜，请陛下鼓起勇气，等天明之后与高延宗再战。”周武帝仍在犹豫，忽然听见不远的晋阳城内锣鼓喧嚣，还夹杂着齐人的欢笑声，周武帝心中一凛，下令宇文宪道：“立即将其他城门的所有士兵召集过来，全军向平阳方向撤退。”宇文宪舍不得就这样走了，还要再劝，周武帝道：“想攻取晋阳，就按朕的旨意去做。”宇文宪无奈，只得去了。周武帝又令其他将士放声痛哭，就说皇帝死了。周军众将哪敢诅咒皇帝，但见周武帝神情威严，不容反驳，也只好按照旨意行事。周军六七万人全部集齐之后，周武帝带着他们向平阳方向进发，走了十余里，周武帝抬头看天，见东方已泛出鱼肚白，一声令下：“全军随朕回头，直驱晋阳城下。”周军重新来到晋阳城下后，只见前些日子戒备森严的城头上，只有稀稀拉拉几十个士兵在那里抱着长矛酣睡，周武帝遂下令吹响号角，全军攻城。不一会儿工夫，数万周军便重新夺取城池东门，排成长队鱼贯而入。高延宗听知消息，神色慌张地赶着数十名骑兵赶来查看，见周武帝身处周军队伍前列，手中长矛坠地，大惊道：“你怎么没死？”

原来，昨夜齐军缴获了周武帝的头盔和甲胄，士兵们交口相传，都说周武帝被杀了，高延宗因未见到尸体，原本还心存疑虑；后来见周军集体解围而去，哭声震天，这才彻底放下心来。他在晋阳行宫内设宴为将军们庆功，城内的军民们也自发走到集市上，买酒庆祝，彻夜狂欢，几个时辰之内，整个晋阳城的酒都卖完了，集市上到处躺着喝醉了酒的士兵和百姓。周武帝笑着问高延宗道：“阁下力敌千军，神勇盖世，不用此计，朕焉能重入此城。此刻你已无可战之兵，还要负隅顽抗吗？”高延宗环视四周，只得下马跪地，宣布投降。

晋阳既被周军攻克，并州全境数十座城池此后数日皆向周国投降。周武帝留下宇文纯和万余士兵镇守晋阳，以宇文宪为先锋，带着高延宗和周军主力转道南下，前往攻打邺城。一路上，周武帝对高延宗颇为礼遇，问他可有攻取邺城的良策。高延宗不肯说，周武帝赞道：“齐国忠臣良将如此之多，可惜高纬不能用，若他能放心委任阁下，发兵助你固守晋阳，齐国也不至于就此灭亡。”周军来到邺城附近，周武帝不急着下令进攻，先派人寻找斛律光的墓地。部下寻到之后，周武帝令众将下马，步行来到斛律光的墓碑前，亲自为他祭奠。祭奠完后，周武帝叹道：“斛律光将军不死，朕哪能来到邺城呢？”高延宗等人有感于怀，悲伤大哭。闻知周军逼近国都的高纬，这时还挂念着突厥援兵，邺城守将告诉他道：“之前劝陛下发兵援救晋阳，您不同意。如今晋阳既失，整个邺城以北已被周军牢牢封锁，就算突厥人进入长城，一时也难接近邺城了。”高纬不想做亡国之君，竟想出了一个歪点子：他把皇位传给自己年仅八岁的儿子高恒，自己宣布退位做太上皇，以为这样就能逃脱亡国之君的骂名。将领们劝他学之前的高延宗一样大开府库，用钱财激励守军的士气，高纬想了又想，实在舍不得；将领们又劝他发布罪己诏，痛哭流涕地向全城守军作一番深刻的检讨，高纬等军队召集完毕，和他们对视了半天，眼中没有一滴眼泪；将领们又劝高纬将所有的禁军交给高延宗的二哥，高澄的次子高孝珩指挥，让他率领大伙和周军决战，高纬还是不同意，说道：“高延宗已降了周军，高孝珩若与之同谋怎么办？不如将他派出城外，改任沧州刺史。”将领们因为以上诸事，集体大怒：“事情都到这个地步了，他还不知悔恨，我等还为他拼杀什么，干脆投降好了。”

公元577年正月，周军在周武帝的指挥下将邺城围定，展开猛攻，守军战意全无，仅抵抗了一日，邺城陷落。高纬带着大量的金银珠宝，与冯小怜、高阿那肱等人逃往青州，准备投靠南陈。途中，高阿那肱贪图高纬财物，遂派人送信给周武帝，请他速派追兵截击高纬；自己却向高纬谎称，说身后的桥梁、道路已被他派兵焚毁、挖断，周军一时无法接近。高纬因此不急着出逃，停留在青州休整，不久便被蜂拥而至的大队周军俘获。