太原东控井陉，南接沁水，接壤平阳，西北邻延绥，是山西省会，也是明朝重兵把守的战略要地。太原城内，守兵不多，人心慌乱。巡抚蔡懋德伙同傅山炮制了一份帖子，大肆诬蔑农民军杀戮甚惨，又编造 “马在门内难行走，今年又是弼马温”的谣言，以此来稳定军心和民心。傅山为着保护家乡不被大顺军占领，急向屯驻在保定的督师李建泰求助，一日夜跑了五百里，来到保定，请求李建泰火速出兵援救太原。傅山不知道李建泰也有自己的苦衷，所谓为代朕督师，只不过是个虚名，他既没有这个胆，手下也没有多少兵马，躲都躲不急，哪还敢主动出击！他不敢答应，可又不直说，故作镇静地说：太原城坚民勇，“贼不能遽破，吾姑坚壁，俟贼至太原，兵既接，吾乃以轻兵袭其后。粮道绝，腹背受敌，即旬日可破也。不宜速进”。傅山很不满意这番说辞。当即辩解道：“太原北倚重关，南控汾、辽。其下，兵犹建瓴也。公疾抵城下，内外相犄角，则其势益壮。诸将见公文臣不畏贼，宜皆至。南面诸州县虽破，全晋之势固在也。方今贼虽锐，得于速战。公但坚壁保太原，太原固，天下事尚可为。若贼乘虚而入太原，内无兵，外无援，其势必破。太原破，则神京之西臂折，而大势去矣。”言辞恳切，建泰全都听不进。傅再三恳求，终无效果，气得痛哭流涕，含愤而去。新任巡抚郭景昌并不为这一荣升任命而高兴，他来到固关，听到大顺军破州克郡，所向无敌，便停止了脚步。三边总督余应桂亦按兵不动，观察形势。蔡懋德虽然被解职，但新任巡抚还未到达，太原就被包围了。他继续同布政使赵建极等人谋划守城事宜。李自成遣人持牌至城下招降。蔡懋德击碎招降牌，擒斩劝降来使。

李自成来到太原城下指挥攻城。蔡懋德遣标下骁将朱孔训、牛勇迎击，朱中炮身受重伤，牛当即战死，军士皆没。晋王朱求桂拿出3000两银子，送到城头上，散给守军兵。