“赵染此人素有野心，虽有才能，但是狡黠鼠赋，我怕他求官不得，反生恨意……”
谁知正如淳于定所料，信使回去把司马模拒绝之事说了一遍，还添油加醋一番，赵染勃然大怒，率领部众，夜都没过，向汉军投降。
汉主刘聪见赵染带兵来降，大喜过望，即刻任用赵染为平西将军。八月份，刘聪坐镇平阳，派遣赵染会同安西将军刘雅，也是能征善战之将，带领二万骑兵做为先锋，攻取长安，进击司马模。刘聪之子河内王刘粲、联合始安王刘曜，率领大队人马作为后援。
赵染兵至潼关，两相厮杀，司马模这边军心涣散，军队大败。赵染与刘雅随后，长驱直入，到达长安城下之下邽。
北宫纯洛阳失守后，转战到南阳王司马模麾下，共同据守长安，汉军兵至下邽，北宫纯率队应战。他虽然骁勇，奈何寡不敌众，汉军将领层出不穷，将他团团围住，采用车轮战法，北宫纯身边士兵尽数战死。
因刘聪事先有令，必须活捉北宫纯，所以汉军并没有乱箭齐发，只是与他鏖战，最终北宫纯力竭疏忽，被汉军打落马下。汉军将领七手八脚将他捆了，令他投降。北宫纯大骂：“要杀就杀，哪来那么多废话！”
刘雅一见，暗叹其为人刚勇，绑缚结实，解送平阳，刘聪曾见过他的勇猛善战，可谓当世第一猛将，