Amório contava com poderosas fortificações e uma grande guarnição, mas um traidor revelou um ponto fraco nas muralhas, o que permitiu que os abássidas concentrassem ali seus ataques até conseguirem abrir uma brecha. Incapazes de romper as linhas do exército sitiante, o comandante daquela seção da muralha tentou, secretamente, negociar com o califa. Ele abandonou seu posto, o que deu uma vantagem aos árabes, que entraram na cidade e a capturaram. Amório foi sistematicamente destruída e jamais recuperou sua antiga prosperidade. Muitos de seus habitantes foram massacrados e o resto foi levado como escravo. A maior parte dos sobreviventes foi solta após uma trégua em 841, mas os oficiais mais importantes foram levados para a capital do califa em Samarra e executados após se recusarem a se converter ao islã. Eles são celebrados pela Igreja Ortodoxa como os 42 mártires de Amório.

A conquista de Amório não foi apenas um enorme desastre militar e uma pesada perda de pessoal para Teófilo, mas também um evento traumático para os bizantinos, com impactos ressoando na literatura nos anos seguintes. O saque não alterou de forma definitiva o balanço de poder na região, que foi vagarosamente pendendo para o lado bizantino, mas conseguiu desacreditar completamente a doutrina do iconoclasma, defendida ardentemente por Teófilo. Como os iconoclastas se apoiavam fortemente nos sucessos militares do imperador para se legitimarem, a queda de Amório contribuiu decisivamente para que a doutrina fosse abandonada logo após a morte de Teófilo em 842.