Lưu Thủ Quang đem theo thê tử là Lý hoàng hậu và Chúc hoàng hậu, cùng các con là Lưu Kế Tuần (劉繼珣), Lưu Kế Phương (劉繼方), và Lưu Kế Tộ (劉繼祚), cố gắng chạy đến Thương châu- nơi Lưu Thủ Kỳ đang làm tiết độ sứ. Tuy nhiên, do trời lạnh nên ông bị tê cóng và lạc đường. Khi tiến đến Yên Lạc (燕樂, nay thuộc Bắc Kinh), họ đã trải qua vài ngày không có thức ăn. Lưu Thủ Quang đã cử Chúc hoàng hậu đi xin ăn các thường dân. Khi bà xin ăn Trương Sư Tạo (張師造), Trương Sư Tạo đã nhận ra bà và buộc bà phải tiết lộ vị trí của Lưu Thủ Quang. Sau đó, Trương Sư Tạo đến bắt Lưu Thủ Quang cùng tùy tùng và giải họ đến chỗ Lý Tồn Úc.[3]

Thoạt đầu, Lý Tồn Úc không có hành động nào nhằm trừng phạt Lý Thủ Quang hay Lý Nhân Cung, cho họ sống trong một dinh thự và ban cho quần áo, chai lọ, thực phẩm và còn đùa với Lưu Thủ Quang: "Chủ nhân sao lại tránh khách lâu vậy", Lưu Nhân Cung và thê nhổ nước bọt và mặt Lý Tồn Úc và nói: "Nghịch tặc, phá nhà ta đến thế này đây!.[3]

Vào mùa xuân năm 914, Lý Tồn Úc cho đưa gia quyến của Lưu Thủ Quang, gồm cả Lưu Nhân Cung qua Nghĩa Vũ và Thành Đức. Khi họ tiến đến Thành Đức, theo thỉnh cầu của Vương Dung, Lý Tồn Úc đã thời cho bỏ xiềng xích trên người Lưu Thủ Quang và Lưu Nhân Cung, cho họ tham gia một bữa tiệc do Vương Dung tổ chức. Sau khi họ trở về kinh thành Thái Nguyên của Tấn, Lý Tồn Úc đã chuẩn bị xử tử Lưu Thủ Quang và đích thân có mặt tại buổi hành quyết. Lưu Thủ Quang cầu xin tha mạnh và nói rằng Lý Tiểu Hỉ đã thuyết phục ông không đầu hàng; sau khi Lý Tiểu Hỉ quở trách ông, Lý Tồn Úc tức giận trước thái độ với chủ cũ của người này nên đã xử tử Lý Tiểu Hỉ. Lưu Thủ Quang tiếp tục cầu xin tha mạng, nói rằng: "Thủ Quang thiện kị xạ, nếu vương muốn thành bá nghiệp, sao không tha cho tôi và để tôi cống hiến?" Lý hoàng hậu và Chúc hoàng hậu quở trách ông và chấp nhận số phận, song Lưu Thủ Quang xin tha mạng cho đến những thời khắc cuối cùng. Sau khi ông bị giết, Lưu Nhân Cung bị giải đến chỗ lăng mộ của Lý Khắc Dụng và bị xử tử tại đó.[3]