。就兴奋的一宿一宿睡不着觉，可他左等右等，等了很久也没等到耶律德光主动来兑现承诺，于是派李崧向耶律德光说：“我不敢奢望为汉人天子。但求作个皇太子。”
李崧不得已，把这话转告给耶律德光。耶律德光搪塞他道：“我对燕王，即使是割我身上的肉只要于燕王有用，我也在所不惜。但我听说皇太子应当是天子的儿子才能当，这哪能是燕王所能作的！”
于是下令给赵延寿晋升官职。
当时契丹以恒州作为中京，翰林承旨张砺奏拟赵延寿为中京留守、大丞相、录尚书事、都督中外诸军事、枢密使等一大堆官衔。耶律德光大笔一挥。涂去“录尚书事、都督中外诸军事”二职后，发布诏令。赵延寿心灰意冷，但又无可奈何。
耶律德光死后，赵延寿怨恨耶律德光背信弃义，对左右说：“我不再进龙沙了。”当天就领兵先进了恒州。
契丹永康王兀欲和南、北二王也各自率领军队相继进入恒州。赵延寿本想把他们拒之城外，但又担心失去大部队支援，于是就把他们放了进来。
这时契丹众将已秘密商议拥戴兀欲为新的契丹主，兀欲于是登上鼓角楼接受叔父、兄弟的朝拜。
而赵延寿不知道这些，还自称受契丹皇帝的遗诏，代理主持南朝军国事务，并下令布告各道。
有人劝说赵延寿说：“契丹各位大人连日聚会谋议，这里一定有变故。现在汉兵不下万人，不如先下手为强。”赵延寿犹豫不决。
四月二十七日，赵延寿下令，于下月初一在待贤馆举行仪式上书言事，接受文武官员的祝贺。礼仪是：宰相、枢密使在阶上叩拜，节度使以下在阶下叩拜。
李崧认为契丹人意向不同，事情难测，竭力劝说赵延寿免，此事才最终作罢。五月初一，兀欲召请赵延寿及张砺、和凝、李崧、冯道等人到自己的馆舍饮酒。
兀欲的妻子素来以兄长事奉赵延寿，兀欲就对赵延寿说：“妹妹远从契丹来，难道不想见见她吗？”赵延寿欣然与他一起走入后堂。
过了许久，兀欲出来对张砺等人说：“燕王蓄意谋反，刚才已经把他锁起来了。”
又说：“先帝在大梁时，留给我一个计划，允许我主持南朝军国大事。近日驾崩之前，没有其他遗诏。而燕王擅自主持南朝军国大事，岂有此理！”几天以后，兀欲集中蕃汉大臣到恒州府衙，宣读耶律德光的遗诏，即皇帝位。而赵延寿，却像原来一样被押往草原，所不同的是上次是他跟父亲二人，而这次只是他一个人而已。
黄沙风卷半空抛，云动阴山雪满郊。
探水人回移帐就，射雕箭落著弓抄。
鸟逢霜果饥还啄，马渡冰河渴自跑。
占得高原肥草地，夜深生火折林梢。
这首《塞上》是赵延寿仅存的一首诗，而作为阶下囚的他面对如此壮阔的塞上风光，心中又是怎样一种滋味？千百年后，又有谁人可知。
或许是养父的召唤吧，赵延寿在两年之后也客死契丹。