一时间后晋诸镇望风而降，契丹军乘后晋后方空虚，挥师南下，直入大梁，晋帝石重贵奉表出降，后晋灭亡。

杜重威部奉命驻扎于大梁城外的陈桥，时值寒冬，契丹人并不供给晋军降卒衣物粮食，晋军士卒苦不堪言，耶律德光数次担心晋军降卒过多，想要杀俘，最后在赵延寿的劝谏下作罢。京都百姓亦受契丹劫掠之苦，见到杜重威出行，纷纷咒骂于道。

不久，有群盗截断澶州的浮桥，耶律德光担心其退路被截断，遂遣杜重威领军回到邺城。

耶律德光称帝，建国号大辽，改元大同，由于辽军的大肆劫掠和扣押藩镇节度使，激起中原百姓和藩镇军反抗的浪潮，刘知远看准时机，在太原称帝，建立了后汉政权，并沿用石敬瑭的年号，称天福十二年。

中原各地纷纷归附后汉，辽太宗耶律德光以“中原人难治”，回师北上，路过邺城时，杜重威更是携妻，亲自到大帐奉上礼物恭送其离开。

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刘知远，平定京师大梁，遥拜杜重威为太尉、归德军节度使。不久，就令杜重威移镇归德，与原归德节度使高行周对调。

杜重威因曾经降辽，害怕被朝廷清算而拒不受命，并遣其子杜弘璲向镇州的辽将麻答求援，麻答下令蕃将杨衮率军救援邺城。镇州将士趁辽军守卫力量空虚，遂驱逐辽将，归附后汉，杨兖率辽兵至洺州，闻之遂返。

刘知远下令高行周与慕容彦超，率军讨伐杜重威。刘知远初平京师时，有人告密说辽驻守繁台的一千五百燕兵将要反叛，刘知远不问而诛，其中部分燕兵逃到邺城，将这一情况告知燕将张琏。

当时，张琏率幽云之地的精卒两千，帮助杜重威守城，故而张琏劝说杜重威誓死守城，两人守城意志坚决，汉军久攻不下。刘知远恐生他变，亲自来攻，死伤甚巨，刘知远见强攻不克，继而围困邺城，并多次遣人招降杜重威，许以不死，张琏因愤恨刘知远尽杀燕兵，略无降志。

邺城粮草用尽，城中将士多逾城逃亡，杜重威着素服出城请降，刘知远杀张琏等将数十人，但赦免杜重威，加封为检校太师、守太傅、中书令，将其家迁往京师，并将杜重威的财产全部没收赐给出征汉军，其部下全部处死。

在平定安重荣之乱后，将获得的安重荣家产和恒州的公帑全部归为己有，恒州任职期间，他再次向民众征收重税，导致境内人民深受其苦，百姓纷纷逃离其治所。加之恒州处于契丹入寇和回军的路线上，反复遭受契丹铁蹄的蹂躏，导致境内人口锐减。

后晋北方地区天灾不断，朝廷认为恒、定饥荒最为严重，唯独对这两州不括民谷，但顺国节度使杜重威却以军食不足为由，于境内括谷，把民间搜刮得几乎连一粒粮食都没留下，得一百万斛，只上报三十万，其余皆入私囊，又令人借民粮百万斛，待来夏粜米又得二百万缗。

刘知远病危，临死前以杜重威反复无常，想要除掉他，令宰相苏逢吉等秘不发丧，诱杀杜重威及其三子，尸体被弃市，遭市人践踏而尽。只有杜重威的妻子石氏（后晋公主）及其外亲族免罪，供奉如常。

杜重威，在后晋开国初年，接连参与讨伐张从宾、范延光、安重荣的叛乱，为维护晋初国内稳定有着积极的贡献，然而其在后晋对契丹的作战中，消极避战，率军投顺，亦直接葬送了后晋的国祚。