Кир быстро нанес ответный удар, и его войска столкнулись с Крезом в Птерии (вероятно, район древнего города Хаттусы на южной оконечности равнины Будакёзю). Там произошла жестокая, но еще не окончательная битва. Крез отступил и распустил свою армию, основу которой составляли хорошо оплачиваемые наемники. Он не ожидал, что Кир будет вести кампанию зимой в морозной глуши Анатолийского нагорья. Но именно так Кир и поступил. Его выносливые воины, закутанные в куртки и штаны из воловьей кожи и овчины, в погоне за лидийскими солдатами пробирались сквозь глубокие снега под пронизывающим ветром на своих миниатюрных, выносливых нисейских лошадках, их походное снаряжение и оружие везли на спинах верблюды. Крез был удивлен внезапным прибытием Кира на равнину Фимбрары близ Сард, где их войска снова встретились в битве. Пересадив свою кавалерию на вьючных верблюдов, запах которых так напугал лидийских лошадей, что те отказались атаковать, Кир разгромил кавалерию Креза на поле боя. Крез бежал и укрылся в укрепленном акрополе над Сардами, откуда посылал отчаянные мольбы своим союзникам на Ионийском побережье. Но через две недели, в конце декабря 547 г. до н. э., осада была прорвана, и лидийский царь попал в плен.
Судьба Креза стала предметом различных преданий. Много десятилетий спустя Геродот сообщал, что Кир сохранил Крезу жизнь, привез его ко двору в Персии и в дальнейшем ценил его как царского советника. Ктесий утверждал, что Кир отдал побежденному царю большой город Барнину близ Экбатан, которым ему было позволено править как полунезависимой вотчиной. Однако согласно другой версии, которая, вероятно, более близка к правде, Крез последовал практике многих царей, потерпевших поражение, выбрав самосожжение и сгорев вместе со своей женой, дочерями и слугами на огромном погребальном костре.
Греческий поэт Вакхилид, современник Креза, верил, что жизнь царя унес ритуал массового самоубийства, и в победной оде, которую он создал вскоре после этого, живо описал самосожжение Креза (хотя в кульминационный момент царь уносится на небеса по приказу богов):
«Когда настал тот неожиданный день, Крез не собирался больше ждать слез рабства. Он приказал соорудить погребальный костер перед своим внутренним двором, обнесенным бронзовыми стенами, и взошел на тот погребальный костер вместе со своей дорогой женой и прекраснокудрыми дочерями; они безутешно рыдали… Он приказал рабу подойти и поджечь деревянное сооружение. Его дочери вскрикнули и простерли руки к матери, ибо смерть наиболее ненавистна смертным, когда она у них перед глазами. Но когда сверкающая сила ужасного огня начала пробиваться сквозь дерево, Зевс навел на него темную дождевую тучу и принялся гасить золотое пламя».