620年七月二十八日。
因为已接近罗士信大营，李世民自己带领十六名随从骑兵小队在慈涧城外察看地形。
察看完毕，返回的路上，李世民骑兵侦察小队遭遇王世充大军。
李世民随从骑兵万万没料到会碰上王世充三万大军。
人对17人，李世民的十六名随从直接吓懵了，一时不知所措。
极短的时间内，这十七人被王世充军队包围起来。
王世充狂喜，忙对手下将士下令：
“活捉李世民赏黄金200两！
斩杀李世民赏黄金100两！”
王世充的军队人喊马嘶，奋勇争先，向李世民等人围拢过来。
李世民面无惧色，他对部下将土说：
“诸位莫慌，此地距我军大营不足十里。
我们与敌军保持距离，且战且退，一定能安全脱困。”
于是，李世民领部下拍马左冲右突，不停地射箭，每箭都能射中敌兵，射死王世充部下几十人。
王世充手下猛将燕琪，冲在最前面，他骑马飞奔，逼近李世民，挺长矛想一枪刺死李世民。
相距只有几步远，李世民一边骑马飞奔，一边张弓搭箭。
只听得嗖地一声响，燕琪疼得大叫一声，翻身落马。
王世充军队众将士一看自己这边的大将中箭落马，前冲之势稍缓。
李世民大喊一声：
“随我冲杀！”
十六名骑兵跟随李世民一起向前。
他们左右驰骋，砍杀敌人，身上铠甲溅满了战场上的泥土。
王世充军队的包围圈被冲开一个缺口，李世民等拍马疾驰而出。
王世充一看拿不住李世民，放弃了追赶。
当李世民领骑兵小队疾速跑至唐军营门前，守营门兵士见他们泥土沾满全身铠甲，几乎辨认不出敌我，甚至想放箭射他们。
李世民大喊：“我乃秦王李世民！”
他摘下战盔、抹去脸上泥土。守卫兵士认出，急忙开门迎接。
第二天，李世民领步骑兵五万人，直达慈涧，增援罗士信。
王世充慈涧守兵一看唐朝大军压境，吓得逃散了，丢弃慈涧，跑进洛阳城。
李世民领军进慈涧城。他派遣各位将领分几路进兵。
行军总管史万宝，从宜阳出发进入龙门。
将军刘德威从太行东围攻内河。
王君廓从洛口切断王世充的运粮道路。
黄君汉从河阴进攻回洛，四路分支部队奉令前进。
李世民亲自率领主力大军进营北邙，步步进逼。且传檄文到各州，劝他们赶快投降。
洧州张公谟归附，邓州土豪抓住了王世充任命的刺史，押着前来，总管黄君汉用水师攻陷回洛城。
又连续攻克二十多个城镇，王世充命儿子王玄应去收复回洛，连续多天攻不下来。
王世充亲自统领精锐军队，在青城宫列阵，来战李世民。
李世民隔河列阵，和他对峙。
王世充远远地对李世民喊话：
“隋朝廷覆灭以来，唐朝皇帝在关中，我这个郑国皇帝在河南。
我没有西进关中侵略你们，倒是你兴兵东进侵犯我，你是什么意思？”
李世民说：
“普天之下，四海之内，都归顺大唐正统，只有你执迷不悟，我是前来问罪讨伐你。”
王世充又说：
“天下战乱不止，已经好几年了。
长安和洛阳各自拥有自己的城外辖地，如果从此罢兵言和，难道不是最好的状态吗？”
李世民说：
“我只是奉了圣旨来攻取洛阳，没有得到要求我和你友好不战的诏令。
你如果解除武装投降，我保你富贵一生。
否则你我交战，决出胜负，不必要说别的！”
王世充听了就沉默了。两军相持到天黑，各自退回。
这时候显州总管田瓒，听说唐军大举进攻，多次打败王世充，决定归顺唐朝。
唐军总管史万宝，进攻甘泉宫。
王君廓进军轘辕。
河南各州恐惧惊慌，各州县争着降唐。
李世民在军营里，每天晚上都检查将士情况。
忽然发现打败刘武周时的归降将领寻相找不见人影了。
还有他的部下兵士，也逃跑了一大半。
寻相和尉迟敬德是同时归降唐军的，寻相逃走了，尉迟敬德当然受到怀疑。
大将屈突通、殷开山等人，就不由分说一拥而上，把尉迟敬德按住捆绑结实，押到了李世民帅帐内。
他们对李世民说：
“尉迟敬德勇猛绝伦，怕他以后造反叛变，不如趁早下手弄死他，除掉这个祸患！
我们现已捉拿他送到元帅帐，听候你下令处决！”
李世民见了一脸吃惊：
“两位将军因为寻相叛变逃走，于是就怀疑尉迟敬德么？
要知道如果尉迟敬德叛变，必定是跟寻相一起反叛，不可能寻相叛变了，他再叛变。
如今尉迟敬德还在军营中没逃走，说明他没有叛变的意思。”
说完，李世民就走到尉迟敬德跟前，亲手解开绑在他身上的绳子。
李世民又请尉迟敬德到军营帅帐内室，取出一箱金光闪闪的金锭，赠送给他，李世民说：
“大丈夫看重意气相投，不介意小的过错。
你要是想离开，我就送一箱金锭给你送行，表达友好情谊。
咱们好聚好散，我怎么会因为谗言伤害君子呢？”
尉迟敬德听他这么一说，赶紧下拜，流着眼泪说：
“大王如此信任我，我不会像木头石块一样不知感恩。
我发誓为大王万死不辞！
但你的厚赠我实在不敢要。”
李世民扶他起身说：
“将军你受了委屈仍然留下来，这些黄金收下无妨。”
尉迟敬德仍然坚决不收。李世民于是说：
“既然你坚决推辞，我以后再给你吧。”
尉迟敬德拜谢退出。
隔了一个晚上，第二天早晨，李世民率500骑兵查看地形。
路上遭遇了王世充的军队，步骑兵不下一万人。
敌兵领头的是猛将单雄信。单雄信一马当先，手握长杆步槊枪矛，直接刺向李世民。
李世民急忙拔出刀剑抵挡，可是短剑打不过长杆步槊，李世民有些慌乱不敌。
危险时刻，李世民身边大将尉迟敬德，从斜刺里用长杆步槊横戳单雄信，单雄信被挑落马下，马上被他的部下匆忙救回营中。
尉迟敬德护住李世民，骑马冲在最前阵，率领骑兵反击敌人。
他冲入王世充军队营阵中，左刺右挑，厉害无敌。
屈突通这时领大军赶来增援。
经过激烈搏杀，斩杀王世充兵将一千多人，俘虏六千人。
王世充害怕地逃去，他让他的大将陈智略断后护卫。
尉迟敬德追赶上去，趁手一槊，一下子就把陈智略挑落马下，唐兵一哄而上，立即把陈智略活捉过来。
王世充军队败走，唐军得胜回归营寨。
众将都进帐见李世民。这时候，李世民又拿那箱金锭送给尉迟敬德。
尉迟敬德拜谢接受。
这时候又来了敌将张镇周，是进军营投降的。
李世民接受他归降，封给他官职。
从那以后，远近听到消息，争着前来归降。
濮州杜才干
管州杨庆
荥州魏陆
阳成王雄
汴州杨要汉
随州徐毅
都来请降。
轻眼到了621年，梁州程嘉会，也率部下兵士来降。
李世民派使者招降淮南杜伏威，让他帮助剿灭王世充。
杜伏威是江淮一带农民义军首领，占据历阳，自称吴王。
杜伏威看了李世民的招降信，决定向大唐朝廷进献金银，接受唐朝册封。
他派了部将陈正通、徐绍宗率精兵两千，来协助李世民，攻克了大梁城。
李世民挑送精锐中的精锐百十人，全部身穿黑衣服黑色铁甲，分成左右两队。号称玄甲军。
每人两套铠甲，一套重甲，一套轻甲。根据作战需要换着穿。
远程长途奔袭，长途侦察巡逻穿轻甲，称为轻骑兵。
突入纵深，深入敌兵阵中心，哪怕敌兵四面围着，仍敢放开胆子搏命厮杀，需要敌人刀箭难以侵害我方将士身体时，将士都身穿重甲。
这时称为铁骑重甲军，这时的战马除了四肢也披挂铠甲。
李世民玄甲军让敌军谈起来色变，遇见了丧胆，以其威猛无敌闻名天下。
李世民令秦琼、程咬金、尉迟敬德、翟长孙为玄甲军特别战队副帅，李世民自己当主帅。每次作战玄甲军作为前锋。
有一天屈突通、窦轨按照惯例巡视军营，被王世充袭击，几乎要败了。
李世民得知消息，急忙率领玄甲军战队前往救援。
玄甲战队直接冲入敌军营阵中，好象神龙钻进大海，翻起惊涛骇浪。敌人血肉横飞，玄甲军无人受伤。
杀得王世充军队丢盔弃甲，哭爹喊娘，狼狈逃窜。
王世充儿子王玄应，久攻回洛攻不下来，转移至虎牢。
又听说他爹王世充战败，于是集中存粮装上兵车，领兵士拼命逃进洛阳城。
李世民派宇文士及带上随从，骑马回长安，奏请围攻洛阳。
李渊批准并对宇文士及说：
“回去告诉你家元帅，如果攻占洛阳，隋皇室用的车马仪仗玉印，书籍器械等，可以收集运回长安，宫女遣散。
收得金银玉帛，都分赏给全军将士。”
宇文士及领命返回，告知了李世民。
李世民于是转移军营到青城宫，防守城墙还没建好，王世充已率精兵两万，背靠谷水河，居险列阵。
这背水一战的架式，唐将都有畏惧之心。
李世民驻营北邙，站到高处观察往远处观察。他说：
“敌人快完蛋了，把所有的精兵都用上了。
他们想拼上所有力量一战。
我们今天如果能打败他，他就再也不敢和我们交战了。”
于是召唤屈突通入帅帐，命令他带步兵5000，过河去挑战。出发前嘱咐他：
“如果你们和敌人已经交战，立即点火发烟发信号,我会亲率将领接应你。”
屈突通领命而去。
李世民吩咐将士们穿好铠甲，戴好战盔。
他自己向远处了望。
不一会就看见了河对岸的天上有一缕青烟，一直飘向高空云端。
李世民于是跃身上马，率先跑去。
将士们尾随着他，争相过河，去和屈突通兵马合力战斗。
李世民想知道敌阵有多少人，自己领几十玄甲重甲铁骑兵冒险冲入敌阵内部。
重甲军从敌入前阵杀到后阵，敌人皆不能抵挡。
忽然看见前面是一道长岭挡住，敌人兵阵到头也就这样了，李世民于是决定再返回，仍然从敌阵中杀回自己的营阵。
这一次，人人各自为战，没能相互招应。
李世民和身边的铁甲骑兵猛士走散了，身边只有一个邱行恭还跟随。
王世充的部下，有几名骑兵对李世民紧追不舍，并且用厉害的弓箭射李世民。
李世民坐骑骏马飒露紫中箭要摔倒，险些把李世民掀翻在地。
幸亏李世民先从马上跳下，才避免随着倒地的战马猛摔下来。
战马这时已经支撑不住自己身体，痛苦地倒在地上。
这匹深受李世民心爱的战马飒露紫死前还在担心它的主人安危，没有闭上眼睛。
邱行恭得知主帅李世民遇到危险，急忙调转马头往回骑拼力救援。
他不停地向李世民附近王世充的骑兵射箭，箭无虚发，接连射死几个敌兵，追兵不敢近前。
邱行恭自己翻身下马，把自己的马缰绳交给李世民，请他上马。
邱行恭自己在马前步行，手执长刀跳跃斩杀几名敌人骑兵，冲出王世充军阵，回归唐军大部队。李世民重新指挥全军作战。
王世充也率部下殊死博斗，敌我各擂战鼓，双方战鼓合鸣，鼓声震天动地。
王世充军队打散了，又重新集合起来。
从上午打到下午，王世充军队才坚持不住，开始引兵后退。
李世民指挥军队乘胜追击，直到洛阳城下。歼灭俘虏了王世充军队七千人，顺势包围了洛阳城。
这次混战中，唐骠骑将军段志玄，身披黑色铁甲，头戴黑色铁盔，奋力与王世充兵将交战。
段志玄孤身奋战敌兵阵深处，他的战马受刀伤嘶鸣倒地，段志玄翻落马下。
段志玄被王世充的多名兵士齐上俘获，四名敌兵前后左右夹着他，准备过河，段志玄奋勇跳起，猛然发力把两名骑兵都拽下马来。
段志玄骑上了敌兵的战马飞奔唐军，后面有几百名骑兵追赶他，但是不敢靠近。
段志玄骑马跑回唐营，李世民见他身上中的箭刺插满全身像刺猬一样的形状。
箭簇插进护身铁甲鳞状铁片连接的缝隙之间，虽然没能伤人，但利箭嵌在缝隙中在战场上来不及拔除。
幸亏是玄甲军独有特制重甲，普通铠甲他早已被利箭穿透毙命。
李世民喊：
“段将军休再恋战不舍，速回后阵歇息！”
段志玄策马应诺而去。
李世民大军围住洛阳城。
罗士信已占领千金堡，王君廓已占领虎牢城。
捷报传来，李世民高兴地对部将说：
“王世充失去两个险要之地，差不多是瓮中鳖，锅底鱼了。
洛阳城虽然防守坚固，我们还能打不下么？”
于是四面围攻，白天黑夜不停歇。
洛阳城防守极为严密。城上大炮射出的石头，足有五十斤重，能投出二百步远。
城上有八张弓的强弩战车，箭杆像木棍那么粗，箭簇像锋利尖刀。
长杆粗箭可以射出五百步远。
唐军兵士被敌军的石头和强箭击中，多为立即倒地死亡。
连续十几天未能攻克。
李世民令兵士把劝敌兵投降的书信绑到箭杆上，射到城墙上面。
王世充军队中先后有十三位守将想作为内应投降，都被王世充查出，全部处死。
李世民屡攻不下，又给王世充写信招降，王世充置之不理。
唐军将士都疲惫不堪，想回关中。总管刘弘基等人请求班师回朝。
李世民听了直摇头说：
“如今大举而来，无非为了一劳永逸。
洛阳以东的各州都已望风归附，只剩洛阳一座孤城。
其势已不能持久，快要成功了，怎么给放弃回朝呢？”
于是下令全军，洛阳不攻破，决不回军，再有胆敢提起班师的人一律斩首。
众人不敢再提班师。
李渊听说这事，他给李世民发来了秘密告知：
“洛阳如此难攻，可以班师回朝。”
李世民又派军事参谋封德彝回朝当面向李渊说明军前形势。
封德彝返回长安，对李渊说：
“王世充眼下只有这一座孤城，智慧和力量都快用完了，我军克城就在近期之内。
现在如果回师，他的势力又会重新振作壮大起来，再加上各地相互联合，以后再想消灭他又难了。”
李渊听从了李世民建议。
621年三月，唐军在洛阳城外围挖深沟筑高墙困守。做不困死王世充不罢休的准备。
洛阳城内物资供应断绝。城内严重缺粮。用一匹绢仅能换三升米。用十匹布仅换一升盐，服饰珠宝像泥土柴草一样不值钱。
城中老百姓把草根和树叶都吃光了，又吃树皮，树皮吃光了，又开始吃泥土。
人们把泥土放进瓦盆、陶瓷瓮里，用水淘洗泥土中的沙石，不能吃的沙石沉在水底，泥浆浮在上面。
取出浮在上面的泥浆，把谷糠掺在泥浆中，做成泥饼来吃。
泥饼能充饥，但是吃了身体浮肿，腿脚发抖。一个个躺在路上站不起来了。饿死的人横七竖八倒在路上。
当初杨侗入洛阳城时，城中居民三万家，到王世充被困城时已经不足三千家了。
地位高贵的公卿官吏，这时连粗糠都吃不饱。尚书郎卢君业、郭子高饿死在自己家中。
普通官员只得摇摇晃晃地从家中走出来，自己动手寻找泥土做成泥饼吃了充饥。