После оккупации Эдена планировалось взять испанцев «в клещи»: принц Оранский захватит Дам и Брюгге, а маршал де Ламейре будет наступать вдоль Мааса, в то время как французская армия усилит натиск в Артуа. Но план провалился: Ламейре не удалось взять Шарлемон и Мариенбург. Ему велели осадить Аррас, куда подтянулись также Шатильон и герцог де Шон. В общей сложности силы осаждающих составляли 23 тысячи пехотинцев и девять тысяч конников; защищал город полковник О’Нил с двумя тысячами солдат. Испанская королева Изабелла (сестра Людовика XIII Елизавета) пожертвовала свои драгоценности на нужды армии, чем снискала беззаветную любовь подданных.
Месяц ушел на строительство осадных сооружений. За это время испанцы собрали армию в 20 тысяч человек пехоты и 12 тысяч конницы, среди командиров которой был и Карл Лотарингский. Она встала лагерем в нескольких километрах от Арраса. Кардинал-инфант решил не нападать на осаждающих, а перехватывать шедшие к ним обозы с продовольствием.
Осада Арраса описана в пьесе Эдмона Ростана «Сирано де Бержерак». Но, конечно же, провиант голодающим французам доставила не «жеманница» Роксана, тосковавшая по молодому мужу. Обоз отправился из Амьена, где находились Людовик XIII и Ришельё, в сопровождении восемнадцати тысяч солдат под командованием дю Алье. Маршалы де Ламейре и де Шон должны были выступить навстречу с шестью тысячами солдат; они соединились утром 2 августа между Дулленом и Аррасом. Воспользовавшись уходом части войск, герцог Лотарингский атаковал форт, обороняемый полковником Ранцау. Голодные и уставшие французы сражались, как львы; форт несколько раз переходил из рук в руки, пока подоспевшая конница Гассиона не решила исход сражения. Испанцы отступили. Утром 3 августа им было предложено капитулировать, но Аррас отказался открыть ворота — там ждали кардинала-инфанта с армией.
В те дни во французском лагере под стенами Арраса можно было встретить Луи Шарля де Люиня, 21-летнего крестника короля, который командовал гасконскими кадетами. Наскоро залечив рану в боку от мушкетной пули, туда примчался двадцатилетний Савиньен Сирано де Бержерак, опасавшийся, что Аррас возьмут без него. (Во время штурма испанская шпага пронзит Сирано горло, и ему придется завершить военную карьеру.) Здесь приобщался к военному делу 19-летний герцог Энгиенский — будущий Великий Конде. Были здесь и гвардейцы из роты Дезэссара — молодые гасконцы Шарль д’Артаньян и Исаак де Порто.
Но Людовика XIII интересовал только один из молодых дворян, ежедневно подвергавших свою жизнь опасности, — Анри де Сен-Мар. Хотя тот писал ему дважды в день, уверяя, что совершенно здоров и ни в чем не нуждается, король томился в тревоге. «Война — самая большая мука для государей, — сказал он как-то венецианскому послу Корреру. — Невозможно победить без опасности, кровопролития; потери и неудачи неизбежны. Победы и поражения равно приводят к истреблению народов, к разорению страны, а я желаю своему народу только покоя». Посол, подученный кардиналом, навел разговор на Сен-Мара и, отдав должное его отваге и храбрости, заметил, что маркиз достаточно осмотрителен, несмотря на молодость, и не станет бездумно подставлять себя под пули; у этого молодого человека задатки замечательного дипломата и государственного мужа. Лицо Людовика просветлело, он слушал посла, не перебивая, а затем очень тепло с ним простился. Венецианец отчитался об этом разговоре Ришельё, который тоже выразил ему свою благодарность, посетовав, что поддерживать короля в хорошем настроении — самая трудная его задача.
Решающий штурм был предпринят 7 августа: в крепостном валу проделали брешь, и французы ворвались в город. Песенку, которую прежде распевали испанцы, — «Скорее мыши начнут ловить котов, чем французы возьмут Аррас», — несколько переиначили: «…чем французы сдадут Аррас». Кардинал-инфант, приведший-таки войска, отказался давать сражение; капитуляция была подписана 9 августа практически у него на глазах. За городом сохранили все привилегии и оставили в нем парламент Артуа. Закон о веротерпимости на него не распространялся — Аррас остался католическим.
Не только под Аррасом осаждающие на время оказались в положении осажденных. Граф д’Аркур, новый главнокомандующий Итальянской армией, еще весной занял Турин, но его окружили войска Леганеса. Осада получилась тройной: цитадель Турина удерживалась французами, вокруг нее лежал город, в который вошел д’Аркур, а его заблокировал Леганес. Д’Аркур отражал все атаки испанцев. После четырех с половиной месяцев боев те отступили, и Томас Савойский заключил договор с Мадам Кристиной. Джулио Мазарини, с апреля 1639 года перешедший на службу Франции, уговорил принца заключить договор, по которому он переходил под покровительство христианнейшего короля и давал обязательство выступить против испанцев, если те не освободят через три месяца все занятые ими крепости в Пьемонте.