Namun, Khalid berjaya mengenakan kepungan terhadap Damsyik sebelum sebuah lagi pasukan pengukuh tenaga Byzantine tiba di kota itu. Khalid tiba di kota itu pada 20 Ogos dan terus menegnakan kepungan. Beliau menempatkan pasukan-pasukan di selatan, pada laluan ke Palestin, dan di utara pada laluan Emesa-Damsyik serta beberapa laluan lain bagi memencilkan Damsyik. Pasukan yang dihantar Heraclius dapat dipintas dan ditewaskan dalam Pertempuran Sanita al-Uqab dari Damsyik. Angkatan tentera Khalid bertahan menentang tiga serbuan Byzantine yang cuba memecahkan kepungan. Akhirnya Khalid menyerang dan menakluki Damsyik pada 18 September 634 M, selepas mengepung kota itu selama 30 hari (mengikut beberapa sumber pula, kepungan itu berlanjutan selama empat ke enam bulan). Selepas mendapat berita yang Damsyik sudah jatuh, Heraclius meninggalkan Emesa dan pergi ke Antakya.