我本来和你一起谋划复兴唐朝江山，没想到你竟效仿朱温擅自称帝，真是狂妄至极。大丈夫一战决胜负，不知你意下如何？”

刘守光哭丧着脸说：“今天我已经成了刀俎上的一块肉，听凭大王处置！”

李存勖见他这副可怜相，就断弓发誓，他如果投降，一定保他性命。但刘守光又听从了李小喜的话，不肯投降，请李存勖再等几天，而李小喜当天晚上却投降了李存勖。第二天李存勖便下令攻城，城破后，将刘仁恭和其他刘姓亲属三百余口全部抓获。

刘守光和妻子趁乱逃出幽州，想南下沧州，但却迷了路，在饿了几天后，实在没办法了，刘守光让妻子去讨点吃的，结果被认出来，又抓回幽州，当时李存勖正在设宴招待群臣，刘守光痛哭流涕地求饶，李存勖在众人面前假意安抚道：“往事就别说了，谁没有过错，改了就好。”

在押往太原的路上，刘守光被路人唾骂为“刘黑子”。

李存勖没有饶恕他们父子俩，因为父亲李克用临死前交代过他，要杀背信弃义的刘仁恭父子为他复仇。刘守光临死前丑态百出，先哭着说：“臣死无恨，但是叫臣不投降的是李小喜，他这个罪人不死，臣死后也要向阎王爷告状去！”李存勖便将李小喜叫来，小喜瞪着眼说：“囚禁父亲，杀死兄长，吃其骨肉，这也是我教你的吗？”李存勖嫌李小喜对原来的主子无礼，将他也杀了。刘守光见李存勖不肯饶他，又绝望地大叫：“王要复兴唐朝江山，成就霸业，臣善于率领骑兵作战，为何不留臣驱使为大王效力呢！”