随后，经过准备多时的李渊传檄各州、县，宣布正式起兵。李渊管辖内的西河郡隋将得知李渊起兵的消息，依城拒守。李渊只好派儿子李建成、李世民率兵攻打西河，并派太原令温大有参谋军事。西河郡兵微将寡，郡丞高德儒闭门守城。但是李建成仅仅用了9天时间便攻下西河君，杀死了不肯叛乱的高德儒。至此，李渊作为太原留守管辖的五个郡的地盘除了三个郡被刘武周占领外，剩下的太原与西河两军皆归李渊所有。
拿下西河郡后，李渊命令开仓赈饥，招募士兵。并开大将军府，置三军，李渊亲任大将军。以长子李建成为陇西公、左领军大都督，统领左军；次子李世民为炖煌公、右领军大都督，统领右军；小儿子李元吉为姑臧公，统领中军。裴寂为长史，刘文静为司马。
大业十三年(617)七月，李渊率隋军三万在太原誓师，进军关内并正式发布檄文。发布的檄文里，李渊斥责皇帝杨广听信谗言，杀害忠良，穷兵黩武，致使民怨沸腾，“豺狼充于道路”，在檄文里李渊声明自己起兵是要废掉昏君杨广，然后拥立代王杨侑为帝，“尊天子为太上皇，立代王为帝，以安隋室”。而他自己则建大将军府亲任大将军，世子李建成为左领军大都督，李世民为右领军大都督，刘文静任大将军府司马。其实，这仅仅是李渊的一种号召天下的策略而已，因为他清醒地认识到，此时的大隋王朝，是百足之虫、死而不僵。如果自己一开始就打出反对大隋的旗子，那就不明智了。
这时，正在攻打洛阳的李密兵锋正盛，有席卷天下的气势，所以李渊就写信给李密希望结盟共同对付隋军。李密见信后，回复李渊说结盟可以但是要他亲自到河内(今河南沁阳)和他商量结盟的事。李渊见信后说：“密妄自矜大，非折简可致。吾方有事关中，若遽绝之，乃是更生一敌；不如卑辞推奖，以骄其志，使为我塞成皋(虎牢关)之道，缀东都(洛阳)之兵，我得专意西征。俟关中平定，据险养威，徐观鹬蚌之势。以收渔人之功，未为晚也。”于是李渊给李密的信中很卑恭地说：“天生烝民，必有司牧，当今为牧。非子而谁，老夫年逾知命，愿不及此”。李密在接到李渊信后，见李渊如此推崇自己，就放松了对李渊的警惕并和他简单结盟。李渊的大意不仅疏忽了对李渊图天下野心的戒备，而且还实际为李渊造反牵掣了隋军主力。使隋军不能西救关中长安。
七月，誓师过后的李渊命李元吉留守太原，自己亲率3万大军西突厥兵协助下，向关中进发。李渊起兵的消息传到长
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