令退守洛阳，李世民本待敌军退却，立即象他在西北扫荡薛仁杲一样，趁势攻入洛阳。但郑军虽然败退，阵脚不乱，无懈可击。洛阳为隋朝东都，城墙坚固，防御严密，李世民强攻不下，于是将洛阳团团围住，再派兵清扫了洛阳外围据点。
洛阳被围几个月以后，跟中国历史上无数次的围城一样，粮源断绝，饥荒蔓延，家家皆有饿死之人，路边尽是倒毙之尸，先吃死人，后吃活人，甚至易子而食，可怜帝王之都；竟成了饿殍鬼城这样的人间惨象，在中国历次改朝换代的混战中，到底上演过多少次，不知可有人统计过？也许，已经多的无法统计。我们赞叹李世民的赫赫战功，但有些东西，也实在无法回避。
围城八个月，洛阳城中三万户人家已经降至三千户真正的十室九空。王世充仍然在顽强的抵抗着，这大大出乎李世民的意料，也更加膺服王世充之能。已经饿殍遍地，还没有出现大规模的出城投降，没有出现人民暴动，这样的人才不论治国治军，都是一流的。唐军现在也疲惫不堪，人心厌战，不断发生军士甚至大将逃亡之事，以李世民的统帅才能竟然发生这样的事情，可见情况之严重。李世民不得已颁下强硬军令：〃敢言班师者斩！〃以稳定军心。
当世两大高手对决，颇象《神雕侠侣》中洪七公和欧阳锋在华山雪地比武，先使用各种武功招数，谁都无法取胜，于是比拼内力王世充稍逊一筹。现在，双方都耗尽真气、形同废人，一个武功平平的杨过就能把他们轻松搞定。
就在这时，夏王窦建德的十万大军到了。
他是来帮王世充的。
（三）窦建德
窦建德是农民起义出生，又跟李世民的母亲窦氏沾亲带故，论辈分还是李世民的母舅。自己在河北打出一片江山以后，竟自比夏禹，改国号为夏。这个乱世英雄以仁爱宽厚闻名天下，这在农民起义领袖中是极为少见的。称王以后，他吃穿都非常简单，妻子曹氏也不穿着华贵的衣服，婢妾不过十余人。每打胜仗，所得敌方资财总是尽数分给部下，自己分毫不取。他治理的地方人民负担较轻，所以深得民心。唐统一以后，山东、河北一带的百姓还在悄悄修建纪念窦建德的〃夏王祠〃，可见其影响之深。
以军事才能而论，窦建德显然不及李世民和王世充。他属于那种有点军事天才，但没有受过正规军事教育的统帅，所以打起仗来不是大胜就是大败。不过这种本事在农民起义军首领中间已经算得上出类拔萃，加上他待人宽厚，民心归附，所以在李世民平定西北，王世充巩固洛阳的时候，窦建德也能在河北、山东扫灭群雄。他大破隋将军薛世雄，杀伪魏帝魏身儿，夺取冀、易、定等州，后来又消灭了被李密击溃的宇文化及势力，联合王世充，夺取了李密献给李渊的山东部分地区。
李世民兵出函谷以后，王世充曾经请窦建德出兵相助，那时窦建德正在忙着扫荡虎牢关外最后剩余的孟海公和徐元朗两股的小势力，所以没能帮得上忙。不过他还是给予了王世充精神上的支持，还修书一封给李世民，请他把被原本就属于唐，后来被王世充占领，现在又被李世民夺回来的土地奉还给王世充。李世民看完信不禁失笑，觉得有点无聊，就把使者扣下，连信也懒得回。
实际上，窦建德拒绝出兵不仅是因为抽不开身。所谓〃鹬蚌相争，渔翁得利〃的道理窦建德当然明白。战争一开始就出兵，和士气正盛的唐军交战，不论胜负，必然损失惨重，就算赢了，也不见得能从王世充那里得到多少好处。所以不妨先坐山观虎斗，等到洛阳的人都快饿死完了，唐军锐气尽失、疲惫不堪之际，已经扫平徐、孟，没有了无后顾之忧的窦大侠再出来主持公道，自然是再好不过。窦建德的算盘是在唐军最弱的时候逼迫其和自己进行一场战略决战，一举歼灭唐军主力，顺便吞并已经奄奄一息的王世充，一石二鸟，趁势一统天下。
这个战略是正确的，也是任何高明的战略家处在窦建德的角度所能做出的唯一正确的选择。局势的发展不仅完全符合窦建德的预料，而且还有一个意想不到的好消息：北方的突厥趁机南下，蚕食李唐的地盘，使得围洛唐军不可能得到任何支援。从士气上看，窦建德新破孟海公，气势正盛。从实力来看，自古以来河北多好汉，'天下精兵尽在赵代'，夏军的战斗力当强于王世充的洛阳军，看后来刘黑闼的战斗力就可以知道了。事实上夏军和李唐曾多次交手，都是胜多负少，当然，没有和李世民指挥的唐军最精锐的主力交过手，但也不失为一方雄师，并不是没见过世面，没打过硬仗的。从河北赶到虎牢，夏军推进极快，唐军牵制夏军的主力根本没有进行任何像样的抵抗便被击溃。对于洛阳攻坚战中疲惫不堪的三万多唐军来说，窦建德十万大军的到来的确让人震怖。
（四）虎牢关
窦建德出兵的消息传到唐营，李世民立即在青城宫召开紧急军事会议。会上，包括屈突通等名将在内的大多数唐军将领认为王世充凭守坚城，难以猝拔，窦建德席胜而来，锋锐气盛；唐军腹背受敌，主张暂先退保新安以避敌锋。唯有郭孝恪、记室薛收提出了不同意见：
〃王世充部下都是江淮精锐，能征善战，只因缺了粮饷，所以困守孤城，坐以待毙。若夏军与之会合，输粮相济，其势益强，则统一大业，遥遥无期。今王世充将败，窦建德又来，看来是天命要让二人双双败亡于此。机不可失，今请分兵继续困住洛阳，大王亲率骁锐，先据虎牢，以逸待劳，定可破灭建德，建德既破，洛阳自克，不出旬月，两贼俱缚。〃
这一段话说得掷地有声。其实李世民围洛打援之计已决，召开会议听取大家意见，只是等待一个人说出来罢了，也可以观察一下诸将的反应。所以薛收一说，他马上表示了赞成。屈突通等人又出来反对，李世民既然已经表明态度，也就不等薛收等人开口，自己做了解释：
〃王世充兵疲粮尽，上下离心，不必强攻，可以坐克。窦建德新破孟海公，士气虽高，但骄傲疲惫。我军据守虎牢，易守难攻。窦建德若冒险争锋，取之甚易。若狐疑不战，再过数月，我军攻陷洛阳，然后合兵一处，可以轻取建德。若不如此，待夏军入虎牢，两贼并力，其势必强，害莫大焉。吾计决矣！〃
屈突通等人还想再争论，李世民不许。
随后，李世民立即令李元吉、屈突通等将继续围攻洛阳；自己则率精兵3500 人抢占虎牢关。
也就是说，他要用这3500人面对窦建德的十万大军。
这也许是人类战争史上兵力最为悬殊的战略决战。
三月二十四日，王世充登上城楼，看见烟尘滚滚，一溜兵马向东而去，他知道这是唐军去迎战窦建德了。他也猜到，李世民必然选择在虎牢关迎击夏军。
虎牢关的战事将会如何呢？自己的命运，已经完全掌握在别人手中。听天由命般的等待，对王世充这样的枭雄来讲，是不可忍受的。不过当他得知李世民只带了3500人前往虎牢关时，一颗悬着的心终于放了下来。
3500人是守不住虎牢关的。
王世充觉得自己已经安全了。
由于夏军推进速度极快，李世民不吃饭、不睡觉、不下马，日夜兼程，经河阳、过巩县，二十五日下午到达虎牢时，窦建德已经离虎牢关不足三十里了好险，如果夏军占领虎牢关，从虎牢到洛阳无险可守，唐军就只能从洛阳撤军了。
为了遏制夏军高速推进的势头，李世民二十五日下午到，第二天上午就带着五百骑兵直奔虎牢关以东的夏军大营挑衅。一路上令秦叔宝、程咬金等人布下埋伏。自己和尉迟敬德一起，带着四个骑兵继续前进，在距离夏军大营不足三里的地方，遇到了一队巡逻的骑兵。这几个骑兵见他盔甲金光闪闪，看来身份极高，自然想不到是秦王，却又实在不知本军中还有这样年轻的高级将领。正在纳闷，李世民大吼一声：〃我乃秦王也！〃说罢，一箭过去，射落领头将官。
那几个巡逻兵慌忙逃回营中报信，〃秦王〃二字果然魅力不凡，不一会儿便从夏军大营里杀出骑兵五六千人。跟随李世民的四人大惊失色，李世民说道：〃你们先走，我和敬德殿后。〃于是刷、刷两箭，射倒了冲在前面的两人，众人惊恐，怕有埋伏，不敢追赶，又见李世民走得不紧不慢，实在舍不得，于是再追。如此反复，李世民射死五、六人，尉迟敬德用大刀砍死十多人。就这样，追兵在犹犹豫豫间被引进了埋伏圈，秦叔宝、程咬金率领伏兵从侧翼奋力冲杀，大破敌军，斩首三百余，活捉夏军大将殷秋、石瓒。
这一战，成果辉煌，却也可以看出李世民的处境困难。当时自己顶住压力出兵虎牢，如若不胜，局面将会相当被动。其时士卒疲惫，几乎无人相信区区数千兵马能够力敌窦建德十万大军。加上年轻好胜，李世民肩上的压力之重可想而知，所以只能使出这不要命的招数，孤身诱敌，期望以传奇般的胜利来鼓舞军心。幸好没出什么意外，要是又被射中坐骑什么的，不但成不了英雄，还要落个千秋笑柄。当然，他被几千人追赶，还能回马放箭，且箭无虚发，其箭术之精、胆略之高，远非寻常将领能比，靠的也不仅仅是运气。
随后，李世民又修书一封给窦建德，其语气是经过精心设计的：
〃河北、山东，一直就为我所有，却被阁下所夺，还将我皇姑皇妹虏走。但看在你已经恭恭敬敬的把她们送回来的份上，也就不跟你计较了。王世充曾和阁下联合与我大唐为敌，后来又跟你翻脸争地，可见其反复无常。现在洛阳危在旦夕，又用一些花言巧语来向你求助。可笑阁下竟然真的兴师动众，耗费千金之资、粮草无数，来救这样的卑鄙小人，是不是有点不太明智？我今天本来想亲自到阁下大营说明情况，却不料您竟用几千铁骑欢迎我，有失待客之道。更没想到，贵军竟然一触即溃，真是令人遗憾之至。依我之见，凭阁下这点实力，还是趁早带兵回家，方为上策，不然到时候身死他乡、魂归故里，怕是要追悔莫及了。〃
这封信的目的，看似激将，实则疑将。李世民素知窦建德为人宽厚，冷静有余而果断不足。这种一看就是想激怒对方的语气，反而让窦建德狐疑不定，迟迟不敢进兵，为唐军赢得了宝贵的休息时间。
就这样，唐夏两军在虎牢关对峙了足足一个月。一月之间，李世民变着方儿骚扰夏军，每次都是小胜而归。又派王君郭袭击夏军粮道，俘获大将张青特。眼看夏军士气渐衰，人心浮动，进又不敢，退又不甘，难以持久。
这时，谋士凌策向窦建德建议，北渡黄河，甩开唐军主力，进攻山西。
消息传到李世民耳朵里，大为震骇。唐军主力尽在洛阳，山西空虚，夏军必可势如破竹。占领山西，就可以直接威胁唐的根据地关中。到时候将不得不放弃洛阳，回师救援，若王世充率军追击，和窦建德南北夹攻，关中危矣。幸好王世充的说客苦苦哀求，说洛阳危在旦夕，等不到夏王您扫平山西的那一天了。说