白慧元被疏，崇祯帝命令将其逮治。年底，皇太极率军入塞，白慧元被捕后尚未启程，后金军已抵达城下，于是与代署知县李廉仲共同守城。不久之后，李廉仲缒城逃遁，白慧元亲自穿上铠甲和头盔，尽力指挥防御。城破时，白慧元一门都被杀。崇祯十五年（1642年），赠河南按察司佥事，其子授为廕监生。