Hai đạo quân Mông Cổ được phái đi vào năm 1230 đển chiếm Biện Kinh. Kế hoạch là một đạo quân tiếp cận thành từ phía bắc, còn đạo quân thứ hai tấn công từ phía nam. Oa Khoát Đài Hãn dẫn đạo quân đóng tại Sơn Tây và em trai ông là Đà Lôi chỉ huy đạo quân đóng tại Thiểm Tây.[21] Oa Khoát Đài và Đà Lôi mắc bệnh nên không thể lãnh đạo, và họ từ bỏ vai trò của mình trong chiến dịch. Oa Khoát Đài sau đó phục hồi thể trạng, song Đà Lôi mất vào năm sau.[22] Tốc Bất Đài thống lĩnh đạo quân Mông Cổ hỗn hợp khi hai đạo quân tụ hợp vào cuối năm 1231 và đầu năm 1232. Quân Mông Cổ tiếp cận Hoàng Hà vào ngày 28 tháng 1 năm 1232, và bắt đầu tụ tập quanh Khai Phong vào ngày 6 tháng 2. Họ bao vây thành vào ngày 8 tháng 4.[21]

Người Kim nỗ lực kết thúc bao vây thông qua hòa đàm. Có một số tiến bộ hướng tới một hiệp định vào mùa hè năm 1232, song việc người Kim ám sát sứ thần Mông Cổ là Đường Khánh cùng những người tùy tùng càng khiến thương thảo là không có khả năng. Người Kim ngày càng tuyệt vọng, họ tuyển mộ hầu hết nam giới có thể chiến đấu trong đế quốc để phòng thủ Khai Phong và chiến đấu với quân Mông Cổ tại các tiền tuyến. Trong khi thương thảo tiếp tục, một bệnh dịch và nạn đói lan truyền trong thành. Các kho dự trữ tại Khai Phong cạn kiệt, thậm chí khi quân đội đã sử dụng vũ lực để cưỡng đoạt lương thực, của cải từ nhân dân. Sự phân rã chính trị trong thành tạo nên những lo ngại vô căn cứ rằng có một sự uy hiếp nội bộ. Một số cư dân trong thành bị hành quyết do bị nghi ngờ là phần tử phản bội.[21]

Tuy nhiên Khai Phong không sụp đổ ngay, người Kim giữ được thành trong nhiều tháng trước khi để thất thủ. Hoàng đế Kim có cơ hội đào thoát vào cuối năm 1232, và rời đi với một đoàn tùy tùng gồm các triều thần. Ông trao lại quyền quản trị thành cho Thôi Lập và rời đến Quy Đức vào ngày 26 tháng 2 năm 1233, rồi đến Thái Châu vào ngày 3 tháng 8.[21] Việc hoàng đế tẩu thoát làm sụp đổ sĩ khí của binh lính thủ thành.[23] Sau khi hoàng đế tẩu thoát, Thôi Lập lập tức hạ lệnh hành quyết những người trung thành với hoàng đế vẫn còn lại trong thành. Thôi Lập nhận thấy việc tiếp tục chống cự là tự sát, nên đã đầu hàng người Mông Cổ. Thôi Lập mở cổng thành Khai Phong và người Mông Cỏ tiến vào thành. Thôi Lập sau đó bị giết trong một tranh chấp cá nhân.[21]

Người Mông Cổ tiến hành cướp phá sau khi thành thất thủ, song không như hầu hết các cuộc bao vây khác ở thời kỳ đó, giao dịch được phép diễn ra. Các cư dân giàu có trong thành bán các xa xỉ phẩm của mình cho quân nhân Mông Cổ để lấy lương thực - vốn đang là nhu cầu cấp thiết. Các thành viên nam giới trong hoàng tộc Hoàn Nhan cư trú trong thành bị bắt và xử tử.[21]