陈永福招纳了流民之后，调整了太原的作战部署，整饬队伍，加强防御，祭旗发令，使多铎的镶白旗清兵数次攻城未能突破，使战局向有利于守城一方发展。
作为努尔哈赤的嫡出幺子，多铎在满清的政治地位是很高的，他六岁被封为和硕额真，十二岁成为正黄旗旗主，领有十五牛录，努尔哈赤死后，皇太极按照女真族未分家幼子享有继承权的习俗将努尔哈赤领有的十五牛录分给多铎，在改换旗号后，多铎所领的镶白旗是八旗中最强大精锐旗之一，战斗力仅次于多尔衮的正白旗。
多铎久攻不下太原，多尔衮的辎重部队到了太原之后，他亲自上阵前喊话：“太原的百姓三百年来吃大明的粮食，踏大明皇帝的土地，深戴国恩。你原乃大明朝的忠臣，应生为大明皇的人，死为大明皇的鬼。我等八旗大军入关，吊命伐罪，追杀弑君逆贼李自成，若你肯受降，不仅太原百姓能转祸为福，你还能做大官，决不会低于你现在的官位。如何？”
“哈哈，本官不信，你们满人会如此好心？”陈永福在城头道：“我等大顺乃是义军，为天下百姓之主。你们满人无须多言，我们宁死也不会投降。”
多尔衮骑马上前，挥着马鞭，指着阵前的红衣大炮，说：“将军身拥重兵，你还是好好想一想，你何必这样自己苦自己呢？否则，太原城破，本王一个活口不留！”
“你们就是一群饿狼！闯入我们的家园，我们必然血战到死！”陈永福知道多尔衮不是戏言，大声呵斥多尔衮——清兵屠城，是有传统的，清朝进入中原，首先靠的是武力，而且是灭绝人寰的武力。为了杀一儆百，他们对抵抗较为顽强的地方，一律进行惨无人道的大屠杀。在入关前，努尔哈赤就对汉人实施民族压迫，稍有反抗，便大肆屠杀，残杀了一百多万辽东汉人。后金军队多次入寇山东、河北。仅济南一地，就杀了十三万汉人。后金军撤退时，还将被掠走的汉族妇女载在马上，施以浓妆艳抹，一路吹拉弹唱，侮辱她们。
“找死！”多尔衮一声令下，命炮兵炮轰城墙，派甲士爬城，但被守城士民一次次击退。
为了筹措军粮，清兵大肆掠夺太原周边的乡镇，凡有反抗者，清兵格杀勿论。
抢到钱粮后，多尔衮调整作战部署，改变战术，先用重炮轰击，再派弓箭手射箭，最后命清军的甲士向城内发起攻击。
陈永福下令数千身穿普通百姓服装的青壮，手持竹尖和身穿甲衣的士兵一起守城，石块、滚木、热油都用上了。
但是那些壮丁慢慢就到了满清弓箭手的射程之内，清军开始朝城墙上射箭，不时有守军倒霉被射中。
城墙上也有成百上千支箭支飞射而下，十几个清军的弓箭手被射死。但是明显他们这些射手水平跟满清射手有明显差距，那些青壮明显是普通百姓，被活生生射死了很多。
陈永福看着这一幕眼睛都红了，但是没有办法，经过数天激战，在守城士民粮尽弹绝的情况下，陈永福仍然不投降。
不久，多尔衮下令重炮集中攻城，弹重十斤四两，满城惶悚。
当天夜里，清军连续攻城，炮落雉堞二堵，城上鼎沸，渐渐受不住了。
攻打愈急，炮火强劲，铅弹大者如罍，堞堕不能修，陈永福下令以大袋沉泥填之。
后来，清军的巨炮摧毁了太原北隅，崩声如雷，城里遂陷。
最终，清军是踩踏着城下堆积如山的尸体，才得以登上太原城头的。
陈永福的士兵伤亡惨重，退守城中。早已怀着必死之志的他带头持刀与清兵搏战，身负重伤，握刀僵立，倚壁而亡，其妻其妹投井而死。
接连三天，太原城里的巷战不停，上万流民没有一两个投降，血战到底。
为报复守城士民，多尔衮后来命令屠城，大汉奸范文程极力劝阻：“摄政王，万万不可屠城，这并非是仁义之师所能为！我等的眼光要放长远，江南各地的老百姓都盯着我们看呢！”
“范文程，你少放屁！”多铎说：“屠城乃是为我们攻城死去的八旗勇士报仇！去你妈的仁义之师！”
“多铎，你退下！”多尔衮厉声喝道。
“哥，若不屠城，以儆效尤，谁还会怕我们？今后我们每遇到一座城池都像太原这么费劲，那我们什么时候能杀到西安？”多铎不服气，说：“而且你亲口跟陈永福说过，若不屠城，人家还以为你言而无信！他们是自寻死路！”
范文程不好再继续说话，看了身边的洪承畴一眼。
洪承畴会议，也站出来表态，不同意屠城，说：“仁义之师，不是让人害怕，而是要收服人心……”
多尔衮有点头疼，用手指上的玉扳子顶了顶发亮的额头，然后抬手示意洪承畴不要再说话，他咳嗽了一下，说：“你们不必多言。多铎说得对，如果我大清不屠城，汉人必定是不会怕我们。而且本王一而再，再而三地给了陈永福机会，他自己不珍惜，那就不要怪本王心狠！”
范文程说：“陈永福该死！但不代表太原数十万百姓该死……”
“够了！本王没心思听你讲大道理！”多尔衮怒了，一声厉喝，抛弃了往日温和的假面，露出了本来凶残的真面目，道：“本王说到就要做到！多铎，你去办吧，一个活口不留。”
多尔衮一发怒，范文程和洪承就吓得两腿直哆嗦，不敢再多说一句话。
多铎