二月十三日，李世民将军营转移到青城宫，就在唐军转移之际，王世充率两万兵马从方诸门疾驰而出，唐军面对突然袭来的郑军惊慌失措。李世民看到士兵惶恐，大喊：“王世充知道自己时日无多了，他这是想殊死一搏，妄图一战令我们恐惧退兵，我们今天一旦打败他，他以后便再也不敢出战了！”李世民命令屈突通率领五千步兵过谷水进击王世充，并告诫屈突通道：“军队一交锋立即放烟。”
待到起烟，李世民带领秦叔宝、程知节、尉迟敬德、翟长孙及一千骑兵与屈突通汇合，左冲右突，无人可挡。不料，因长堤所限，李世民和众骑兵走散，身陷重围，坐骑飒露紫中箭而死。郑军士兵一拥而上，准备围住李世民。在这生死存亡之际，丘行恭看见李世民被围，他弯弓搭箭，郑兵应声而倒，不一会儿便骑马飞奔来到李世民身边，然后飞身下马，将马让给李世民，自己手持大刀左右挥舞，护送李世民顺利回归大部队。
骠骑将军段志玄深入敌阵，坐骑中箭倒下，自己被王世充的士兵俘获，两名骑兵夹着他并抓住他的发髻，准备过河。段志玄奋勇跳起，将两名骑兵拽下马来，然后自己快速上马奔回唐军，后面有几百名骑兵追赶，但不敢靠近，只是不断射箭。
秦王府左一军马军总管牛进达率军接应段志玄，不幸被流箭射中眼睛，牛进达毫不退缩，继续指挥大军前进，救下段志玄后，自己才拔出箭矢。
这场战斗从上午打到中午，尽管王世充拼尽全力，仍无法突破唐军的围困，只能撤回城中。听到主帅下了撤退命令，郑军慌乱回撤，唐军挥师追击，直到城下，俘虏歼灭了七千人。
十四日，王世充出右掖门，临洛水列阵，准备与李世民决战。突然，王怀文举起长矛刺杀王世充，而后，飞奔逃往唐军，可惜运气不佳，王世充身着厚甲，长矛竟然未能刺进，而且逃跑过程中被追兵赶上，惨遭杀害。望着惨死的王怀文，王世充得意地脱下内甲，展示给群臣看，并说：“王怀文用长矛加害于我，我却安然无恙，这难道不是说明天命归属于我吗？”
就在王世充沉浸在自我为中心的世界时，二十二日，王泰放弃河阳逃跑，河阳落入唐军之手。二十七日，王世充部怀州刺史陆善宗以柏崖城、河内县等降唐。不久，唐军包围洛阳宫城，李世民率军四面攻城，昼夜不停，然洛阳城毕竟是当时最坚固的城池，唐军连续攻打十几天竟不能攻克。众将不禁感叹：“洛阳城的坚固真是名不虚传！”
面对如此坚固的城墙，又听闻窦建德刚刚已经打败孟海公，正在全力赶来援救王世充，不少将领都打起了退堂鼓。刘弘基请求班师回朝，萧瑀、屈突通、封德彝也认为：“我军筋疲力尽、士气低落，洛阳城城池坚固、易守难攻，洛阳城恐怕不是一朝一夕便能攻克，再加上窦建德挟胜利之势而来，士气高涨、势如破竹、锐不可挡，一旦二人合兵，我军腹背受敌，必败于洛阳城下，不如先退守新安，静观其变。”听到三人的建议，不少唐朝元老都表示赞同，一时间避战的声音在帐中不断响起。
“王世充已是黔驴技穷，灭亡就在眼前，窦建德违背天
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