Chosrow, mimo początkowego niepowodzenia nie dał za wygraną, rozpoczęło się więc regularne oblężenie. Twierdza była silnie ufortyfikowana i zbudowana w dogodnym do obrony miejscu. Persowie mieli jednak znaczną przewagę liczebną, poza tym mogli liczyć na dostawy żywności i uzbrojenia, upadek Petry był więc, jak to napisał Prokopiusz "nieunikniony". Sytuacji Rzymian nie polepszał fakt iż ich dowódca, Jan Tzibus, zginął w pierwszych dniach walk, raniony strzałą. Jego śmierć spowodowała znaczny spadek morale wśród żołnierzy. Głównym problemem oblegających był utrudniony dostęp do murów, chronionych przez dwie wieże strzelnicze. Persowie zaczęli więc kopać pod jedną z nich, wyciągając kamienne fundamenty i zastępując je drewnianymi belkami. Na koniec zostały one podpalone, co spowodowało zawalenie się konstrukcji nad nimi. Zburzenie wieży było czynnikiem decydującym o losach walki. Rzymianie nie widząc szans dalszej obrony skapitulowali i wydali Petrę Chosrowowi, gdzie osadził własny garnizon. Kilka dni później szach opuścił Lazykę, znajdującą się teraz pod jego zwierzchnością. Było to konieczne, gdyż Belizariusz wkraczał właśnie na czele bizantyjskiej armii do Mezopotamii i Chosrow musiał wziąć udział w organizowaniu obronyProkopiusz z Cezarei,| Historia Sekretna.