Certo Sittas, um dos suboficiais estacionados em Martyropolis, sentindo-se prejudicado pelos comandantes daquele lugar, traiu a cidade, observando a retirada das tropas que a ocupavam e introduzindo um batalhão persa sob o pretexto de serem romanos. Assim, ele obteve a posse de um lugar de suma importância para os romanos; e, mantendo a maioria das mulheres mais jovens, expulsou todos os outros habitantes, exceto alguns escravos domésticos.
Em consequência disso, Filipo marchou para lá e sitiou a cidade, sem ter recebido os recursos necessários para o cerco. Mesmo assim, manteve suas operações com os meios que possuía e, após destruir várias minas, derrubou uma das torres. Contudo, não conseguiu tomar o controle do local, pois os persas continuaram seus esforços durante a noite e garantiram a brecha. Quando os romanos, atacando repetidamente, foram repelidos com igual frequência, pois os projéteis eram lançados contra eles de posições estratégicas com precisão infalível, e como estavam sofrendo mais perdas do que infligiam, finalmente levantaram o cerco e acamparam a uma curta distância, com o único objetivo de impedir que os persas reforçassem a guarnição. Por ordem de Maurício, Gregório visitou o acampamento e os induziu a retomar o cerco. Eles, porém, foram incapazes de realizar qualquer coisa, devido à completa falta de equipamentos de cerco. Em consequência, o exército se dispersa para os quartéis de inverno, e numerosas guarnições são deixadas nos fortes vizinhos, para impedir que os persas introduzam secretamente socorros no local.
No verão seguinte, com a reorganização do exército e o avanço dos persas, uma batalha feroz foi travada diante de Martiropolis. Embora a vantagem estivesse do lado de Filipo, e muitos persas tivessem caído, com a perda de um chefe ilustre, um contingente considerável do inimigo conseguiu entrar na cidade, que era, de fato, seu principal objetivo. A partir de então, os romanos desistiram do cerco, desesperados por não conseguirem conter essa força, e construíram uma cidade rival a sete estádios de distância, em uma posição mais vantajosa nas montanhas, para realizar contra-ataques. Assim foram as ações do exército durante o verão; ele se desfez com a chegada do inverno.