李密向洛阳杨侗称臣后，接受朝廷命令，带兵到黎阳攻打宇文化及，获胜后向朝廷报捷，并提出觐见皇帝，元文都等人很高兴，向杨侗建议接受李密觐见，并重用李密，使得李密与王世充相互抗衡。
王世充得知消息后发动政变，带领人马包围宫城，元文都派将军费曜等人在东太阳门外迎战，费曜战败，王世充夺取宫门冲进皇宫，杀了元文都、卢楚等大臣，胁迫皇帝升任自己为尚书左仆射，总管监督朝廷内外各项军务。王世充离开含嘉城，搬进尚书省官署居住，独揽朝政大权。任命他的哥哥王世恽为内史令，住进皇宫，侄子后辈都握有兵权，镇守各地城镇。
李密听说王世充政变，知道入主洛阳的美梦破灭，大战不可避免，命令郑頲守偃师，单雄信和邴元真守洛口，并增援偃师，自己率领大战宇文化及的部队南下邙山，伺机近逼洛阳。
618年九月，王世充知道李密与宇文化及大战只是惨胜，不给李密以喘息之机，挑选了三万精兵出西门攻打偃师。王世充初掌朝堂大权，许下重赏，士气大振。偃师在洛阳东八十里，拿下偃师，就能解除瓦岗军对洛阳东面的围困。
李密召集诸将商议对敌之策，谋士魏征提议道：“我军刚经过大战，军士疲惫急需休整，而王世充现在一言九鼎，部下必效死命。偃师城池矮小，不易坚守，我军应避其锋芒，撤出该地，以待战机。”
裴仁基表示赞同，并补充道：“王世充出兵偃师，洛阳空虚，可派一支精兵近逼东都北门，使王世充奔命疲劳。”
但是，单雄信、程咬金等多数将领的都主张正面迎战。李密知道，若不趁此之机战败王世充，待王世充龟缩城内，要想拿下洛阳，就不知何年马月了，故而决定出兵决战。命令裴行俨、程咬金领兵五千作为前军驰援偃师（程咬金的右内军的四千兵马，只剩二千可战之兵了），自己领大军出邙山，近逼洛阳。
裴行俨和程咬金赶到偃师时，见王世充正在攻打偃师城，裴行俨和程咬金自持骁勇，率领部下直冲王世充中军，陷入敌军的连环阵中，裴行俨中箭落马，手下亲兵纷纷战亡，幸而程咬金及时杀到，抱起裴行俨驰马回奔。追兵一槊刺穿程咬金小腿，程咬金抓住敌槊，一把折断，斩杀追兵，奋勇杀出重围，率领少量残兵远遁。
偃师守将眼见援军全军覆没，料定守不住，打开城门投降了。
王世充挟得胜之师，挥军北上，渡过洛水，在北邙山下与李密大军相遇。
王世充夜派500骑敢死队潜入北邙山，埋伏在溪谷之中。李密多次战胜王世充，有轻敌思想，没有在四周广派侦骑，不设壁垒。次日凌晨，二军出寨对阵，未等李密布好阵势，500骑敢死抢先向李密后军发起了冲锋，李密军队阵型大乱，王世充率领左中右三军一起猛攻，李密指挥失灵，全线溃败。李密率领残部一万多人逃往洛口，南下渡过洛水河后，发现王世充领兵追击不舍。李密一面派人前往洛口通知单雄信增援，一面设下埋伏，想要在王世充大军半渡时进行攻击。没想到派出的探马都是瓦岗寨旧人，对李密杀害翟让一直怀恨在心，当王世充大军渡河时不发信号，当李密看到敌军时为时已晚，只能仓促迎战，再次被杀的大败。李密在逃跑时，仍然不见洛口援军，突然警觉到单雄信已经变心，不敢再逃往洛口，只带领王伯当的近卫旅改道逃至河阳(今河南孟县南)。
李密对王伯当等人说道：“此次大败，全是我的错。你们追随我多年，让我无地自容！”
大伙都默默无语，黯然神伤。李密又说：“荣幸的是诸君不肯抛弃我，当一起回关中。我虽惭愧无功，但诸君一定能保全富贵。”
他的府掾柳燮回答说：“从前刘盆子归附汉朝后，还能享受租赋。明公您与长安的同宗有交情，虽不曾伴随起义，然而阻击
东都，截断隋军归路，使唐朝不战而据有西京，这也是您的功劳啊。”大家都跟着附和。
618年底，李密收拾残部，通知嫡系，聚拢了二万人，带领他们西进关中，投李渊去了。
李密大军的其他人马（裴仁基、秦琼、程咬金、谢映登等）逃到了洛口，再加上陆续收拢回来的溃兵，有一万多人，始终不见李密踪影。
在洛口的众将开始检讨此次失利原因，裴仁基、程咬金等人将矛头直指单雄信，为什么不率兵接应李密的败兵。单雄信大怒，说道：“尔等精兵强将，竟被王世充小儿打败，还好意思赖到我的头上！”
看到双方就要翻脸，谢映登急忙拉住程咬金，邴元真拦住单雄信。邴元真大声说道：“诸位请听我一言，我们驻守洛口的兵马都是瓦岗旧部，大多数是翟让的部属。你们已经看到，单将军自己的精锐部属都被魏公调用了，单将军贵为左武侯大将军（武将品次排名第一），却只有一万五千杂军，徐世绩被撵走后，军中对魏公不满的情绪一直蔓延，单将军若是领兵出城救援，先不说此兵战力如何，万一洛口城哗变，岂不是更糟！”
众人想到单雄信的难处，唏嘘不己，程咬金首先认错，说道：“单兄弟做的没错，是我等无能，胡乱发火。”
单雄信说道：“我不图高官厚禄，也不攀附世家勋贵，与大家在一起图的是义气。我一向敢作敢为，若是想投靠王世充小儿，早就带兵反水了。”
众人心中默默地把战败的责任都转移到了李密身上。后来，听到李密不顾他们，自带嫡系投李渊去了，顿时火山爆发，大家齐声大骂李密。
杨侗下诏招抚李密旧部，王世充更是拍胸脯、赌咒发誓，不计前嫌与诸位共富贵。裴仁基主张投靠杨侗（当初李密与杨侗谈判投靠，裴仁基就参与其中），单雄信的部属多是河南人，故也赞同，多数人无处可去，被裹挟着投靠了杨侗。
谢映登向众人告辞，说自己本是家族委派投靠李密打天下，现在李密出局了，自己先回家再说。
刘黑闼也来告辞，自己部下多是河北人，那里已经是窦建德的地盘了，自己带领部下去投靠窦建德。
众人一起吃了顿散伙饭，就各奔东西了。
单雄信叫亲随通知徐世绩，说大伙已经投靠了王世充，快点前来聚义吧。
徐世绩回信到：“王世充绝非能成就霸业的人，不如先到我处，咱们再商议另寻明主。”单雄信再无答复。
王世充和窦建德基本上平分了李密的地盘，各地郡县的做法也简单，改旗易帜就行了。原来投靠李密的各路义军，也重新在王世充和窦建德身上二选一。黎阳在王世充和窦建德的分界线上（距离李渊的地盘也仅一河之隔），但徐世绩占据黎阳没有表态。
李密归唐，李渊大喜，拜李密为光禄卿，封邢国公，还将表妹独孤氏嫁给了李密，称呼李密为弟。
魏征随李密归降李唐后，魏征毛遂自荐，前往黎阳，劝徐世绩投唐。魏征对徐世绩说道：“黎阳虽是孤城，但是西邻李唐，北接窦建德，南通王世充，徐兄奇货可居，打的好算盘啊！”
徐世绩笑了，对魏征说道：“我比你小多了（小十四岁），你我知根知底，叫我老弟即可。我知你有真知灼见，可惜李密不用，今日该何去何从，你就直说吧。”
魏征说道：“李唐获得关陇集团支持，得到前隋官员认可，其实力比窦建德和王世充加起来都强，当然是投靠李唐了。”
徐世绩说道：“我想知道李渊为人如何？”
魏征说道：“李渊虚怀若谷，内智外宽，肯放手让属下独立行事。你见到之后，才知是真的成就霸业之主也。”
徐世绩说道：“我将黎阳户口
和土地上表李密，听其全权处理，你看如何？”
魏征说道：“此乃有始有终的信人所为也，徐弟高见！”
徐世绩派遣使者至长安，将献城的功劳都归给李密，解散了想要回家的兵丁，与李神通交接城防后，率领数百亲随押运粮草到关中。
李渊初闻徐世勣没有给朝廷奏表，只写信给李密，颇感奇怪。待魏征将徐世勣忠于旧主的行为告知李渊，李渊才大悦道：“徐世勣感怀主人的恩德、推辞功劳，确实是纯臣。”下诏封他为黎阳总管、上柱国，封莱国公。随后，又加授右武侯大将军，改封曹国公，并被赐姓李氏，“附宗正属籍”，再赐良田五十顷、上等宅第一所。徐世勣自此改名李世勣（后来因与李世民的名字凡忌，改名为李勣。）。徐世勣的父亲徐盖在河南颇有名望，被授予散骑常侍（准三品散官）。
魏征的才华得到李渊的赏识，提升为太子李建成的洗马（洗马是李建成幕府的重要官名），礼遇甚厚。
不久，窦建德偷袭黎阳得手，擒获李神通，徐盖家居滑州，紧挨黎阳，也被捕获。
黎阳是李唐领土东侧凸出的一小块，是进攻河北、河南的桥头堡，因此是窦建德心头之刺，必拔出而后快。但窦建德知道，李唐是周围豪强中实力最强大的，此事最好到此为止，双方不要继续对抗，自己好腾出手来攻打更弱的对手（北面罗艺，南面王世充）。因此，窦建德占据黎阳后，立刻派遣谋士凌敬前往长安说项。
李唐的当务之急也不在河北，平定西北李轨，抵御北部刘武周的入侵（有突厥支持），南下扩展疆土，才是当务之急。李渊接见凌敬，要求释放所有被俘的唐朝官员，凌敬满口答应。双方达成共识，承认现有边界，从此互为友邦。
窦建德将李神通、徐盖等被俘人员全部释放。徐盖将滑州的家产全部捐给了窦建德（不捐也留不住），举家搬到长安。
后来，王世充又从窦建德手中抢夺了黎阳，双方反复争夺，几经易手，李唐始终作壁上观。
李密在长安呆了数月之后，手下部将陆续都被李渊挖走，委以重任，就是不给李密委派实权。李密心有不甘，上奏李渊，愿意亲自前往河南召集旧部来投，李渊准奏。
李密与李渊同属关陇集团内的顶级世家，李渊表面对李密许以高官，以向世人显示自己会维护关陇集团的利益，内心对李密相当忌惮，生怕他另起山头，尾大不掉。现在李密的利用价值已尽，派遣李密出京，正好将其除掉。李渊暗中派人截杀李密。
619年元月，李密带领王伯当等十几名亲随出发，行至陆浑县南邢公岘（今河南省卢氏县官道口镇的邢公山），被熊州副将盛彦师率兵埋伏山谷，将李密等人全部杀死。李密死时年仅三十七，被以反叛罪论处，传首长安。
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注1：
魏征，巨鹿郡下曲阳县（现晋州市）人，普通士子，原在武阳郡丞元宝藏帐下为官。元宝藏起兵响应瓦岗李密，元宝藏给李密的奏疏都是魏征所写，李密见魏征非常有文才，于是召见魏征，魏征献上壮大瓦岗的十条计策，李密虽不用其策，仍留下魏征为谋士。
注2：
徐世勣投靠李唐，李渊为何大肆封赏，原因如下：
1、徐世勣原来的官职就很高（李密曾授予徐世勣为右武侯大将军，李密手下二大将军之一。）；
2、徐世勣是瓦岗军灵魂人物，在山东、河南影响力非凡，李唐正计划向河南王世充用兵。
3、徐世勣献城、献粮、不邀功请赏，值得提倡，故树其为典型。