Катары накопили огромные запасы зерна и воды, и осаждающие, удивленные упорством сопротивления, напрасно ждали, что они сдадутся замученные голодом. Короткие, безрезультатные стычки скрашивали длинные летние дни, но они остались неописанными, за исключением отрывочных воспоминаний тех, кто позже признался в этом инквизиции: женщины у осадных машин; разорванные и испачканные кровью одежды; катары, перевязывающие раны сражавшихся на стенах рыцарей и проводящие consolamentum среди оглушительного, непрекращающегося шума; сумбурные воспоминания, переполненные именами и яркими происшествиями. Почти ничего не добившись за пять месяцев, осаждающие приняли трудное решение продолжить осаду зимой, и в ноябре ситуация все же изменилась в их пользу. Дюран, епископ Альби, прибывший со свежими войсками из своей епархии, принадлежал к той невероятной когорте осадных инженеров-церковников, которая уже сыграли огромную роль в завоевании Лангедока. Ему удалось установить мощное требюше на восточной стороне скалы, где оно располагалось достаточно близко, чтобы нанести серьезные повреждения восточной башне замка. Командир гарнизона Монсегюра, Пьер-Роже де Мирпуа, решил вывести своих людей из укреплений на уязвимой восточной стороне, что казалось достаточно безопасной мерой, учитывая крутой склон, защищавший ее. Но это была роковая ошибка. В начале января отряд баскских добровольцев, хорошо изучивших склоны, взобрался на скалу, зарубил часовых и овладел восточным барбаканом до того, как была поднята тревога. Вид пути, по которому они пришли, привел их в ужас, когда на следующее утро они посмотрели вниз. Но их задача была выполнена. Хотя их попытки захватить главную крепость были успешно отбиты гарнизоном, замок теперь был близок к падению. Как и все разбитые армии, защитники Монсегюра стали хвататься за соломинку и надеяться на подкрепление, которое так и не появилось. Капитан каталонских наемников по имени Корбарио за непомерно высокую сумму в 500 су обязался прийти к ним на помощь с 25 людьми, но не смог найти ни одного достаточно глупого человека, который захотел бы к нему присоединиться. Некоторое время недовольных офицеров гарнизона пришлось уговаривать держаться с помощью ложных заверений, что граф Тулузы и даже император Фридрих II идут к ним на помощь. Но Раймунда в это время даже не было в Лангедоке. Он находился в Риме, ведя переговоры об отмене отлучения от Церкви, которое было наложено на него в апреле 1242 года, когда графа в последний раз обвинили в тайном сочувствии катарам Монсегюра.
2 марта, после неудачной попытки выбить басков из восточного барбакана, Монсегюр капитулировал. Похоже, что это решение было навязано катарам солдатами их собственного гарнизона, многие из которых не были еретиками и ценили свою жизнь больше, чем выживание своих хозяев. Об облегчении охватившем осаждающую армию можно судить по щедрым условиям, предоставленным гарнизону, который сопротивлялся в течение девяти месяцев. Ему позволялось уйти с миром, приняв легкое наказание от инквизиции, которое распространялось даже на тех, кто был причастен к резне в Авиньоне. Наказанию подлежали только те упрямцы, которые отказывались отречься от своих заблуждений. Сам замок должен был быть передан Церкви и королю, но его защитникам разрешалось оставаться там в течение пятнадцати дней, прежде чем он будет сдан и для выполнения этого любопытного условия им были предоставлены заложники. Причину этого трудно установить, хотя, возможно, оно имело какую-то религиозную цель, которую не раскрыли записи инквизиции, при всей их тщательности. Безусловно, последние дни Монсегюра обладают всем трагизмом и нереальностью заключительных сцен Гибели богов Рихарда Вагнера. Атмосфера нарастающего эмоционального накала подпитывалась постоянными службами и проповедями. Несколько человек объявили о своем формальном присоединение к секте. Другие принимали consolamentum группами по два-три человека в течение последних двух недель, хотя знали, что тем самым обрекают себя на верную смерть. 16 марта тех, кто отказался отречься от своих заблуждений (в их число входили и все новые совершенные), заковали в цепи и вывели из ворот замка отдав в руки осаждающих. Их умоляли отречься, но никто из них этого не сделал. На равнине под замком королевские войска соорудили огромный, обнесенный оградой, костер из дров. На нем в течение нескольких минут погибло более двухсот катаров. Среди них были дочь Раймунда де Перейля Эсклармонда и Бертран де Марти, последний епископ, возглавлявший общины катаров в Тулузене.