各州已望风归服，唯有洛阳一座孤城，其势已不能持久，成功在即，怎么能放弃而回朝呢？”
于是他下令全军：“洛阳不破，决不回军，再有胆敢提起班师的一律斩首。”众人才不敢再提班师一事。同时他又派参谋军事封德彝回朝面陈军前形势，也是为了稳住李渊支持自己继续围困王世充。
封德彝回朝后，按照李世民对自己的指示对李渊说：“王世充得到的地方虽然多，但都不过是略有联系的部属，实际号令所能管辖的只不过洛阳一城而已，他已经智尽力穷，克城之日就在近期之内。现在如果回师，他的势力就会重新振作起来，再加上各地互相联合，以后想要消灭他就难了！”于是李渊听从李世民的建议。
郑军被围困一段时日后，王世充的郑州司兵沈悦则按捺不住，派人给李世民请降。李世民排左武将军徐茂公夜晚带兵攻击虎牢，沈悦作内应，于是唐夺取了虎牢，抓获了郑国的荆王王行本及其长史戴胄。
获取了虎牢后唐军在洛阳城外挖沟筑垒困守。洛阳城内缺粮，一匹绢才值三升粟，十匹布才值一升盐，服饰珍玩，贱如土芥。百姓把草根树叶都吃光了，就一起澄取浮泥，放入米屑作成饼吃，食后都得病，身体肿胀脚跟发软，饿死的人交错着倒在路上。当初王世充建都洛阳时有三万家，到这时不足三千家。就是地位高贵的公卿，这时连粗糠都吃不饱，尚书郎以下官吏，需自己亲自参加劳动，还往往饿死，郑国已经民声沸腾了。王世充赶忙遣人向夏王窦建德求救。
窦建德没想到王世充这么不堪一击，立马召集群臣商议对策，窦建德的中书侍郎刘彬对他说：“天下大乱，唐得关西，郑得河南，夏得河北，形成三足鼎立之势。如今唐起兵攻郑，从秋到冬，唐军日见增多，郑国地域日益缩小，现在唐围困洛阳，唐强郑弱，洛阳势必不能支撑，郑灭亡，夏也不能单独存立了。我们应该发兵救郑，夏从外袭击，郑自内反攻，一定能打败唐军。唐军退兵后，再慢慢观察形势变化，如果郑可取就取郑，合并两国的兵力，趁唐军疲劳，可以夺取天下！”窦建德觉得这个主意不错，但又担心之前和唐有协议在先，如果撕毁合约发兵理亏在先了，刘彬又劝说道“合约算什么！唐当初只不过是为了稳住我夏攻郑的权益之际，如果唐击败了郑国，他们也根本不会顾念合约会来攻打我夏朝的。我们本来实力就弱于唐，现在唐陷入攻郑的泥潭中，也是我们出兵的最好时机。也是我们统一天下的唯一时机，错过了等老虎精力再充沛时，我们就成了待宰羔羊了。”窦建德听后深表赞同，于是派人见王世充，答应出师援救。窦建德又派遣礼部侍郎***等人赴唐军，请求唐停止进攻洛阳，理由写的很清楚，说洛阳城内有大量的夏朝的子民，李世民留下使者，但不予答复。
窦建德命他的将领范愿守卫曹州调他的所有兵马向西救援洛阳。到滑州，王世充的行台仆射韩洪打开城门迎他们入城。军队到酸枣。窦建德攻陷管州，杀了管州刺史郭士安；又攻陷了荥阳、阳翟等县，水陆并进，用船运粮，向西溯黄河而上。王世充的弟弟徐州行台王世辩派遣手下的将领郭士衡带几千兵马与窦建德会合，实际加起来十几万人，号称有三十万，在成皋东原扎营，在板渚修筑宫室，与王世充形成犄角之势。
李世民召集将佐商议此事，众人都请求避开窦建德的兵锋，徐茂公说：“王世充已是穷途末路，马上就会成阶下囚，窦建德远道而来救助王世充，这是天意要郑、夏两国灭亡。我们应当凭借虎牢之险抵御窦建德，视情况而动，肯定能打败他们！”秦琼说：“王世充保据东都，仓库充实，统帅的兵马，都是江淮地区的精锐，现在的困难只不过是缺粮。因为这个缘故，被我们拖住，想打打不了，要坚守又难以持久。窦建德亲自统帅大军远道赴援，也会尽出其精锐。如果放他到此，两寇合兵，将河北的粮食运来供给洛阳，那么大战才展开，不知什么时候结束，统一天下的日子更是遥遥无期了。现在我们应当分出兵力围困洛阳，加深壕沟增高壁垒，如果王世充出兵，要小心不和他交战，秦王您亲自率领骁勇精锐，先占据成皋，磨快兵器训练兵马，等他们到来，以逸待劳，一定能够克敌。打败窦建德后，王世充自然也就败亡，不出二十天，就会捉住两个国君！”李世民十分赞赏秦琼的计策。
但萧瑀、屈突通、封德彝一致认为：“唐军现在久困洛阳已是疲惫不堪士气低落，王世充又凭借坚城固守，很快攻克太不现实，而窦建德挟精力充沛之师前来，士气高涨锐不可挡，我军腹背受敌，不是好办法，所以应该撤退到新安，再等待时机。”
李世民听后思考了些许，说：“王世充损兵折将，粮食吃尽，上下离心，我们不必花气力攻打，可以坐等他败亡。窦建德刚刚打败了孟海公，将领骄傲，我们占据虎牢，等于扼住他的咽喉。他如果冒险决战，我们可以轻而易举打败他；如果他犹豫不决，不来交战，要不了十天半个月，王世充自己就会溃败。破城后兵力增强，士气军势自然倍增，一下打败两个敌人，就在这一仗了。如果不迅速进军，窦建德进入虎牢，周围各城新归附，我们必然不能坚守，而且前攻尽弃；两敌合力，势力必然强大，那时怎么还会有机可乘呢？我的计划决定了！”
屈突通等人又请求解除洛阳之围，凭借险要以观敌人变化，李世民不答应。于是将军队平分为两部分，由屈突通等人辅助齐王李元吉围困东都，李世民率领三千五百名骁勇向东赴虎牢。李世于正午时分出发，过北邙，至河阳，取道巩县而去。王世充登上洛阳城望见唐军行动，不知唐军意图，竟不敢出城交战。
李世民带领五百骁骑，出虎牢，到城东二十多里处，观察窦建德的营地。沿路分别留下随行的骑兵，让徐茂公、程咬金、秦琼分别统领，埋伏在路旁，只带十来名骑兵和他一起前去。李世民对尉迟敬德说：“我拿着弓箭，你手握长枪跟着我，就是来一百万人又能拿我们怎么样？”又说：“敌人看见我就返回，是上策。”离窦建德营地三里处，李世民等与窦建德的游兵相遇，游兵以为他们是侦察敌情的斥候。李世民大喊：“我是秦王。”拉弓射箭，射死对方一员将领。窦建德军中大为惊慌，出动五六千骑兵追赶，李世民的随从都吓得变了脸色。李世民说：“你们只管在前面走，我自己和敬德殿后。”于是勒住缰绳慢慢走，追兵快赶上了就拉弓放箭，每射一箭都杀死一人。追兵惧怕便停止了追击，停一会儿又重新追赶，几次三番，每次追赶上必定有人被杀死，李世民先后射杀了几个人，尉迟敬德杀死十几人，追兵不敢再进逼。李世民有意徘徊或稍稍后退引诱追兵到埋伏圈内，秦琼等人就奋力战斗，大败追兵，斩首三百多级，俘获窦建德的将领殷秋、石瓒返回虎牢。于是李世民致函窦建德，信中说：“唐夏本是相安无事，且有和平协议在前，我大唐之军兴仁义之师讨伐庸主王世充，与你本无半点关系，难道你要跟随庸主步伐？王世充本是反复小人，最近与您修好，但之前已有多次反复，现在灭亡就在眼前，却花言巧语引诱您，您于是就率领三军之众，来听从调遣，千金的军费，白白为别人而消耗，实在不是上策。如今与您的前哨相遇，他们不堪一击，您与王世充还没能相见，能不心中有愧吗？我之所以稍挫您的锐气，是希望您能听从善意的劝告，如果您不听，恐怕将会后悔莫及。”
窦建德收到信后为做多少理会，依旧试探的打了几仗都未能取胜，在虎牢受阻不能前进，停留了一个多月，这时将士们人心思归。李世民接着派王君廓率领一千多轻骑抢夺窦建德的运粮队，再次打败了他，并俘获窦建德的大将军张青特。
这时唐军士气高涨，因为窦建德虽然加入了进来但依旧连连受挫，但王贤哲突然想到了什么，他想到了在历史书上见到的著名的“围魏救赵”。一想到这他心马上不安起来，直接去找秦王，见到秦王就说大事不好，秦王纳闷疑惑的看着他：“贤哲别急，慢慢说来”
“围魏救赵。窦建德现在久久不能越雷池半步，而我朝主力几乎都在此，难道秦王就不担心他不在和我们纠缠而是直接掉转枪头直奔长安嘛？那时皇上下令秦王回师救驾，洛阳之围被解，那时我们可能还会受到王世充和窦建德两面夹击，腹背受敌，我们岂不很危险。”王贤哲焦虑的说。
秦王听后倒是没有丝毫的担忧，反而好像是胸有成竹的样子，说：“贤哲你所虑并非没有道理，但所谓知己知彼方能百战百胜，这个我也曾想到过，以我对窦建德的了解，他是不会弃义丢下王世充不管的，其次若是真的他放弃洛阳不管直奔长安，洛阳现在依旧饿殍满地，我军一日就可攻破，即便情况不是理想，三日内也可破城，但三日窦建德路上也会受阻，也打不到长安，我就可快速回师，到时候他就腹背受敌，他应该不会做此选择。”
听完李世民的话后王贤哲顿时感觉秦王不愧是一代天骄，对敌人是如此的熟悉，大战在前也是这么胸有成竹。就是这份敢赌窦建德不会用“围魏救赵”也非常人能比。
另外一边窦建德的谋士凌敬对他建议到：“大王您不如出动全部兵力渡过黄河，攻取了怀州、河阳，接着翻越太行山，进入上党，略地汾州、晋州，直逼长安，这样做有三点好处：一是进入无人之境，取胜可以说是万无一失；二是开拓了领士召收兵马，国势更加强盛；三是关中的唐受震骇，围魏救赵，郑国洛阳之围自然会解除。眼下的计策，没有比这更妥当的了。”窦建德听后觉得很有道理，准备照此行事，但是王世充连续不断地派人来告急，请求窦建德援救洛阳，又暗地里用金玉收买窦建德手下的将领，阻挠凌敬的计划。诸将都说：“凌敬是个书生，哪里懂得打仗的事，他的话怎么能听呢？”于是窦建德向凌敬道歉说：“现在大家士气很高，这是上天在帮助我，趁此机会决战，必定能大胜，不能照您的意见办了。”凌敬再三争辩，窦建德不高兴，命人把他架了出去。窦建德的妻子曹氏对他说：“凌敬的话不能不听。现在大王从滏口趁唐国空虚，连营渐进夺取山北并、代、汾、晋等地，又借助突厥的军队向西抄掠关中，唐军必然回师自救，还用担心郑国的东都之围不解吗？如果在此地停顿不前，磨灭了士气，消耗了财力，要想成功，就没有日期了！”窦建德说：“这不是女人能懂的！我来救郑，郑如今处境很危急，就要亡国，我弃他而去，是畏惧敌人而背信弃义，真男儿不能这么做。”
李世民向北渡过黄河，从南面逼进广武，侦察敌情，乘机留下一千多匹马，在黄河边放牧以引诱窦建德，当晚返回虎牢。窦建德果然倾巢而出，从板渚出牛口列战阵，北靠黄河，西临汜水，南连鹊山，连绵二十里，擂鼓前进。
唐军诸将都十分惊慌，李世民带几名骑兵登上高丘望敌阵，对诸将说：“敌人从山东起兵，还没有碰见过强大的对手，如今身涉险境却很喧嚣，是没有纪律，逼近城池排列战阵，有轻视我们的意思。我们如果按兵不动，他们的勇气自然就会衰竭，列阵时间一长士卒饥饿，势必就会自动撤退，我们再追上去攻击，必然会取胜。我和各位相约，一过正午，肯定能打败他们！”窦建德轻视唐军，派三百骑兵涉过汜水，在离唐营一里地方停止。派人通报李世民说：“请挑选几百名精兵和他们打着玩玩。”李世民派王君廓带领二百名长枪手应战，相互交锋，骤进骤退，双方不分胜负，各自返回营地。王琬骑着隋炀帝的青骢马，铠甲兵器都很新，远离阵前向众人夸耀。李世民说：“他骑的真是匹好马！”尉迟敬德请求去夺马，李世民制止他说：“怎么能为了一匹马损失一员猛士呢？”尉迟敬德不听，和高甑生、梁建方三人骑马直冲入敌阵，活捉了王琬，牵着他的坐骑奔回唐营，众人没有敢阻挡的。李世民让他去召回黄河以北的牧马，等他返回才出战
窦建德排列战阵，从早晨到中午，士卒们饥饿疲惫，都坐了下来，又争着喝水，迟疑着想撤退。李世民命令秦琼带三百骑兵经过窦建德军阵西边向南奔驰，告诫他：“敌人如果不动，你就带兵返回，如果动了，就领兵东进。”秦琼到窦建德阵前，�