Penjarahan Amorion

Pasukan Arab lalu melancarkan serangan berulang ke sisi tembok yang telah dijebol, tetapi pasukan Bizantium masih mampu bertahan. Menurut al-Tabari, alat-alat pelontar yang masing-masing diawaki oleh empat orang ditempatkan di atas landasan beroda, dan menara-menara yang dapat digerakkan dan masing-masing diawaki oleh sepuluh orang dibangun dan dikerahkan ke tepi parit. Paritnya sendiri juga mulai diisi dengan kulit-kulit domba (dari hewan-hewan yang mereka bawa untuk dijadikan makanan) yang berisi tanah. Namun, pengerjaan tersebut tidak dilakukan dengan merata karena para prajurit takut terkena lemparan alat-alat pelontar Bizantium, dan Mu'tasim harus memerintahkan agar tanah dilemparkan ke atas kulit-kulit tersebut untuk menutupi permukaan. Sebuah menara didorong melewati parit yang telah terisi, tetapi kemudian menyangkut di tengah-tengah, sehingga menara tersebut dan mesin-mesin kepung lainnya terpaksa ditinggalkan dan dibakar. Serangan lain yang dilancarkan pada hari berikutnya, yang dipimpin oleh Ashinas, gagal akibat sempitnya sisi tembok yang telah jebol, dan Mu'tasim kemudian memerintahkan pengerahan lebih banyak alat-alat pelontar. Pada keesokan harinya, Afshin dengan pasukannya menyerang daerah tembok yang jebol, dan Itakh juga melakukan hal yang sama pada hari sesudahnya. Pasukan Bizantium secara perlahan semakin menipis akibat serangan-serangan yang terus menerus dilancarkan, dan setelah dikepung selama sekitar dua minggu (para penulis modern memperkirakan tanggalnya adalah 12, 13, atau 15 Agustus) Aetios mengirim utusan yang dipimpin oleh uskup kota yang menawarkan penyerahan kota Amorion; sebagai gantinya, mereka meminta agar para penduduk dan garnisun kota diizinkan pergi, tetapi Mu'tasim menolak. Walaupun begitu, panglima Bizantium Boiditzes, yang bertugas di bagian tembok yang telah dijebol, memutuskan untuk mengadakan perundingan langsung dengan khalifah atas kehendaknya sendiri, kemungkinan dengan maksud untuk meninggalkan tempatnya bertugas. Ia datang ke perkemahan Abbasiyah dan memberikan perintah kepada pasukannya di daerah tembok yang telah dijebol untuk berhenti bertarung sampai ia kembali. Saat Boiditzes sedang berbicara dengan sang khalifah, pasukan Arab semakin mendekati daerah tembok yang telah dijebol dan akhirnya berhasil memasuki kota Amorion. Pasukan Bizantium dikejutkan dan mereka lalu mengobarkan perlawanan secara terpisah: beberapa pasukan berusaha membarikade diri mereka dan akhirnya terbakar sampai mati, sementara Aetios dengan para perwiranya mengungsi ke sebuah menara sebelum akhirnya dipaksa untuk menyerah.