拔掉了刘武周这颗钉子，李世民于公元620年五月二十九日回到了长安，然而在长安李世民仅仅休整了一个月，下一个目标已经在他眼前闪现，这个目标就是洛阳！如果说拔掉薛举是为了首都的安全，拔掉刘武周是为了并州基地的安全，那么洛阳就是李唐启动天下的钥匙。打开洛阳这把锁，李唐王朝才能真正拥有天下，欲得天下，必取洛阳。出征前的李世民不会想到，洛阳一战竟然是天下英雄的群英会。因为洛阳的纠结，他与王世充、窦建德纠缠到了在一起，如果不是时局的进一步发展，他自己也不敢相信自己能以一敌二，能够以洛阳之地同时剿灭王世充和窦建德。英雄造就时势，时势造就英雄！公元620年七月二十一日，秦王李世民抵达河南新安县，洛阳争夺战就此拉开了帷幕！面对李世民的出征，王世充也赌上了全部家当。如果说盘踞长安的李渊还有狡兔三窟，那么王世充就只剩下洛阳一个窟了，丢掉了洛阳，王氏一门死无葬身之地。为了避免悲剧的发生，王世充调动了所有能调动的王姓兄弟和子侄。
在洛阳政府的势力范围上，所有重点的区域都是王姓子弟领兵镇守，王世充只跟他们交代过一句话：这一仗既是为了国家，更是为了你们自己！说起来，为了保住到手的果实，王世充还是想了很多办法的，这些办法只有一个核心：残酷！为了防止属地的将领官员向唐朝或者夏国投降，王世充采用了多种方法。第一种，连坐法。一人逃亡，全家处斩；五家连保，有一家逃亡，四邻一律处斩。第二种，告密法。鼓励父子、兄弟、夫妇相互告密，告密的一方免死，被告密的一方死两次！第三种，出城砍柴要办证，每天核查证件，控制出入人数。第四种，软禁法。只要王世充猜忌谁，那么恭喜您，您全家将获得免费入住宫城的机会，顺便提醒一句，一般不管饭，自带干粮？更不行！第五种，人质法。
带兵打仗的将领出兵前请自动将家属送进宫城，由政府统一管理，如果将领阵亡，您将受到国葬，如果将领投降，那你自己看着办！经过王世充的不断努力，逃亡果然减少了很多，另外一个问题出来了，宫城里软禁的人太多，多少？一万多人！不过大战在即，也顾不上那么多了，就那么待着吧，人多热闹！就在王世充忙着安顿洛阳城内的时候，一个老朋友不请自到，这个老朋友是谁呢？罗士信！罗士信作为前锋包围了洛阳城西的慈涧，对于这个老朋友，王世充自然很重视，亲率三万大军前往慈涧增援。本来王世充以为这三万人足够震慑住罗士信，没想到不仅没有镇住罗士信，自己反而被吓到了。为什么呢？李世民来了。李世民自己来也不可怕，可问题是李世民不是一个人来的，他还带了点人来到慈涧。
这个点是多少呢？也不多，步兵、骑兵混合编队五万人！李世民的五万人，再加上罗士信的先锋部队，熟读兵书的王世充知道下一步李世民要干什么了，孙子兵法上写得明明白白：“倍则击之。”好汉不吃眼前亏，先撤吧，撤回城内再说。趁着李世民和罗士信还没有形成合围，王世充率军从缝隙中撤了出来。其实这个缝隙是李世民故意留的，为的就是把王世充逼回洛阳城，毕竟关起门来，狗就好打了！王世充一回城，李世民就开始了部署，行军总管史万宝进军龙门，将军刘德威穿过太行山，东下包围河南沁阳，上谷公王君廓攻击洛阳粮食补给线，务必让洛阳颗粒无收，怀州总管黄君汉攻击回洛城，李世民亲率主力于北邙山列阵连营，逼迫洛阳。李世民一逼迫，洛阳城内可就惨了！仓粟日尽，城中人相食。人们把土放在缸中，用水淘汰，沙石沉下，取其上浮泥，和着碎米，做成饼下肚，时间一长，人皆体肿而脚弱，倒毙路上接二连三。王世充政府官员也饱受无粮之苦，尚书郎卢君业、郭子高等皆死于沟壑。
时间进入八月，秦王李世民陈兵于青城宫，王世充率军对阵，隔涧两人对上了话。王世充曰：“隋末丧乱，天下分崩，长安、洛阳，各有分地，世充唯愿自守，不敢西侵。计熊、谷二州，相去非远，若欲取之，岂非度内？既敦邻好，所以不然。秦王乃盛相侵轶，远入吾地，三崤之道，千里馈粮，以此出师，未见其可。”李世民谓曰：“四海之内，皆承正朔，唯公执迷，独阻声教。东都士庶，亟请王师，关中义勇，感恩致力。至尊重违众愿，有斯吊伐。若转祸来降，则富贵可保；如欲相抗，无假多言。”两人的对话表露了两个人的底气，，王世充没有底气，想谈，李世民底气十足，想打。战争就是这样，弱者想谈，强者想打，是打是谈，实力说了算！战争开始后，投降接踵而至。九月十三日，王世充任命的显州总管田瓒举二十五州投降。这一投降可要了王世充的亲命，显州地面正好位于洛阳与襄阳中间，显州一降，洛阳与襄阳的交通全断，这样襄阳就指望不上了，想脱困王世充就只能靠洛阳生产自救了。坏消息总是一个接着一个，九月十七日，李世民部下将领王君廓攻克轘辕（河南登封县西北），王世充外围的援助越来越少。