怎么回事呢？大战开始后，战场情况十分复杂。连李世民本人，都率领玄甲军迂回到王世充背后，发起猛攻，更不用说别人了。当时的唐军，几乎是各自为战，穿插在敌军的战线之中。就这样，英勇比的段志玄，独自一人，力战郑军，策马深入敌阵，与敌兵厮杀在一起。那场面，颇有赵子龙七进七出的风采。
可是，激战之中，段志玄的战马，被郑军击伤。结果，段志玄从马上坠落，不幸遭俘。擒获了段志玄，两名郑军骑兵，裹挟着他缓缓后撤，想要回到大本营，向王世充邀功请赏。岂料，段志玄已经想好了脱身之法。
当准备渡过洛水时，段志玄突然一声大喝，猛一用力，将那两名骑兵直接拽下马来。然后，段志玄跳上一匹战马，纵马跑回唐军阵营。他身后数百名郑国骑兵，只能眼巴巴地看着段志玄逃脱，而不敢上前追击：
骠骑将军段志玄与世充兵力战，深入，马倒，为世充兵所擒，两骑夹持其髻，将渡洛水，志玄踊身而奋，二人俱坠马。志玄驰归，追者数百骑，不敢逼。(《资治通鉴)
值得一提的是，在这场大战之前，发生了一个小插曲。这件小事，正好从侧面反映出了王世充的倒行逆施，以至于到了人人可杀的地步。同时，似乎也从另一方面埋下伏笔王世充此战必败疑。
原来，大战开始之前，唐军的骠骑将军王怀文，作为斥候，先行出营打探路径，勘察敌情。没有想到，王怀文刚一出营，便被郑军所擒。抓了王怀文，王世充起初并没有杀了他，反而对他礼遇有加，引置左右，以示亲近。
但是，王怀文对唐朝忠心耿耿，绝不投降变节。尽管王怀文身处敌营，但是他一直在隐忍蛰伏，等待时机，一旦时机成熟，刺杀王世充，然后回归唐军。等来等去，王怀文终于等到了他所希望的机会。
不久，王世充率军出右掖门，在洛水排列阵形，准备和唐军作战。此时，王怀文就在王世充身后，恶狠狠地盯着王世充。趁着王世充没有防备，王怀文突然手持长槊，猛刺过来。可是，王世充身上所穿的甲胄，比较坚硬。王怀文也许刺偏了位置，槊杆都折断了，竟然没有刺伤王世充。
刺杀王世充已经失败，王怀文当机立断，拨转马头，朝唐军阵营方向策马而去。刚开始，王世充身边的亲兵，被这突如其来的情况，吓了一跳，一时来不及反应。但是很快，王世充的卫队反应过来，立刻一路追了过去，杀害了王怀文。
事后，王世充返回洛阳，当着群臣的面，脱去铠甲，得意洋洋地炫耀道：“怀文以槊刺我，卒不能伤，岂非天所命乎！”实际上，这完全是王世充在自欺欺人。唐高祖李渊得知了王怀文的事迹后，十分欣赏其为国殉难的气节。故而，唐高祖下诏，追赠王怀文为上柱国、朔州刺史。
总而言之，洛阳城外的这场青城宫大战，李世民率领唐军将士，经过一上午的浴血拼杀，终于击溃王世充主力，取得了俘斩七千人的辉煌战果。一战下来，王世充手中仅存的最后精锐，被杀得所剩几。
早在打这一仗之前，李世民就已经预料到了，一旦此战获胜，王世充将会完全丧失一战之力，从此龟缩洛阳，不敢出战。果然，王世充惨败，惶惶如丧家之犬，撤回洛阳。随即，李世民率领唐军主力，兵锋所指，将洛阳城围了个水泄不通。接下来，李世民便要部署唐军，对洛阳展开强攻。
包围了洛阳，李世民决定趁热打铁，借着王世充元气大伤之际，出动大军，彻底清除洛阳周边为数不多的军事据点。
武德四年(621年)二月二十二日，郑国负责镇守河阳的宋王王泰，眼见唐军兵临城下，惧怕不已，竟然弃守河阳，不战而逃。王泰一逃，河阳立刻陷入了群龙首的局面，其将赵敻等人，主动献城降唐。
河阳降唐不久，王世充的另外两员大将单雄信、裴孝达，则与唐军大将王君廓对峙于洛口，相持不下。李世民得知消息后，立刻率领五千步骑兵，驰援洛口。刚刚到达轘辕，单雄信等人听说李世民率军而来，连打都没打，直接脚底抹油跑了。趁着这个机会，王君廓挥兵追击，大破郑军。又过了数日，王世充的怀州刺史陆善宗，也举城投降。
直到此时，洛阳外围所有的军事据点，全部被唐军清除。王世充在河南的地盘，差不多丢失殆尽，再立锥之地。况且，青城宫之战，王世充仅存的最后精锐，也伤亡惨重。再想主动与唐军决战，已经不可能了。摆在王世充面前的，只有一条路，那就是死守洛阳。只要保住了洛阳，王世充或许还有一线生机。
王世充收拢残余兵力，准备死守洛阳。同样，李世民此时也在摩拳擦掌，集中唐军主力，强攻洛阳。一场洛阳攻防战，即将拉开帷幕。那么，唐军进攻洛阳，究竟是否一帆风顺，李世民又能否顺利拿下洛阳？
应该说，唐军强攻洛阳，打得是异常艰苦。虽然，王世充此时已是苟延残喘，但毕竟“百足之虫，死而不僵”。而且，王世充打定主意，要死守洛阳，自然会全力抵御唐军的攻城，负隅顽抗。
更重要的是，洛阳城池高厚，易守难攻，隋唐两代的东都，其战略地位，与西京长安不相上下。当初，李密率领三十万瓦岗军，围攻洛阳长达一年之久，都没能攻克洛阳，反而一败涂地。由此可见，洛阳城的坚固，可不是浪得虚名。唐军若要攻下洛阳，绝非一朝一夕的事情。
还有，尽管这个时候，李世民率领十万唐军，包围了洛阳宫城。但是，洛阳依旧固若金汤。甚至可以说，王世充对洛阳的防守，做到了懈可击，滴水不漏的地步。《资治通鉴中，记载了洛阳的具体防务：
城中守御甚严，大砲飞石重五十斤，掷二百步，八弓弩箭如车辐，镞如巨斧，射五百步。
王世充拥有着远胜唐军的守城武器。比如，他有两个威力巨大的秘密武器。一个是抛石机，可以承载五十斤重的飞石，投掷两百步远；另一个则是八弓弩，这种武器，箭身如车辐粗细，箭镞则如巨斧一般，最远射程可达五百步，杀伤力极大。这两件武器，是王世充死守洛阳的绝世兵器。
洛阳城防坚固，王世充又婴城固守，李世民除了四面围城，也只能望城兴叹。王世充死守洛阳，唐军攻城毫进展。几乎所有人都感觉攻城望，就连唐高祖李渊也曾经想过从洛阳撤军。唯独李世民一人，坚定信念，绝不动摇，甚至不惜和父亲李渊发生分歧，顶住所有人的压力，最终打赢了这场战争。
李世民集结唐军全部主力，将洛阳城团团围住。紧接着，李世民指挥近十万唐军，四面攻城，昼夜不停，对洛阳发起了猛烈攻击。洛阳终究城池坚固，虽然唐军奋力进攻，但由于守城郑军的拼命顽抗，唐军连续攻城十几天，竟然没能攻克洛阳。在这个过程中，唐军付出了较大的代价，也没有拿下洛阳。
尽管唐军强攻洛阳，暂时受阻。但是，王世充的情况，也不容乐观，甚至已经进入了山穷水尽的绝境。
与唐军几番交战，王世充折损了数万精兵强将，他赖以起家的“江淮劲旅”，基本上伤亡殆尽。因此，王世充困守洛阳，用于守城的部队，不过是一群残兵败将。再加上王世充的倒行逆施，导致他彻底陷入众叛亲离的境地，不少人都已经对他失去信心，纷纷要脱离王世充阵营。
比如，唐军攻城期间，洛阳城中，先后有十三位高级官员，想要翻城而出，倒戈投唐。可惜，事不机密，被王世充发现了。要知道，王世充对待政敌和背叛者，从不手软。结果，王世充一发狠，这十三人瞬间人头落地。不过，从另一个方面，也能反映出，王世充已然独木难支，濒临崩溃。
洛阳久攻不克，进展很不顺利，这让许多唐军兵将，不免有些失落、沮丧。而且，从武德三年(620年)七月到武德四年(621年)二月，唐军一直处于连续作战的状态，整个部队疲惫不堪。洛阳又一时半会打不下来，陷入泥潭。于是，唐军将士不由人心思归，萌生了返回关中的念头。
此时，唐军内部，退兵之声甚嚣尘上，不少将领也纷纷内心动摇，想要返回关中。果然，以任国公刘弘基为代表的唐军诸将，集体向李世民进言，请求班师回朝，休养生息，等将来有机会了，再次进攻洛阳。
诸将请求班师退兵，这显然与李世民的想法，背道而驰。李世民深知，洛阳一战，事关重大。如今，自己费尽九牛二虎之力，才将王世充逼入绝境，扫平河南各地。洛阳之所以暂时难以攻克，那是因为王世充在进行困兽之斗。如果此时撤兵，势必前功尽弃，唐朝统一天下的大业，也将遥遥期。
所以，李世民耐心地对诸将分析形势，在他看来，河南之地，已经尽数被大唐掌控；王世充所能管辖的地方，仅剩洛阳孤城一座。如果一鼓作气，攻下洛阳，只是时间问题。倘若此时撤兵，必将功亏一篑：
今大举而来，当一劳永逸。东方诸州已望风款服，唯洛阳孤城，势不能久，功在垂成，奈何弃之而去！(《资治通鉴)
与此同时，为了扼制军中的退兵流言，李世民的决心与手段，也是非常强硬，他立即宣布了一条严厉的军令，告诫全军将士：“洛阳未破，师不必还，敢言班师者斩！”面对秦王的立斩军令，唐军上下，瞬间平静下来，再也没有人提退兵之事。
刚刚稳定了军队的情绪，又有人动了从洛阳撤兵的心思。这个人不是别人，正是唐高祖李渊。洛阳战况的军报，传至长安，送到唐高祖的面前。李渊得知前线战事后，也不由内心动摇起来。
唐高祖李渊认为，洛阳城防坚固，王世充又铁了心要死守，唐军很难在短时间内，攻下洛阳。既然如此，倒不如暂时从洛阳撤军，回到关中休整。何况，此番攻打洛阳，唐军基本占领了河南全境。返回关中后，唐朝应该好好经营打下的河南州县，以便为下一次进攻洛阳的战争打好基础。
很快，唐高祖发布密敕，命令李世民班师。接到父亲的密敕，李世民顿时左右为难起来。一方面，他不能公开违背父亲的旨意；另一方面，眼看胜利在望，他又不想白白放过近在咫尺的洛阳城。
思来想去，李世民还是决定，不能撤军，这场仗要继续打下去。可是，毕竟唐高祖的密敕已下，李世民总不能抗旨吧！经过一番考虑，李世民当即上表高祖，向父亲详细分析洛阳军情，同时，立下军令状，保证攻下洛阳。不仅如此，李世民特意委派参谋军事封德彝，入朝觐见，向唐高祖当面力陈：
世充得地虽多，率皆羁属，号令所行，唯洛阳一城而已，智尽力穷，克在朝夕。今若旋师，贼势复振，更相连接，后必难图！(《资治通鉴)
李渊收到李世民的上表，以及听了封德彝的当面力陈，认为李世民分析得很有道理，便不再提撤军一事，支持李世民继续围攻洛阳。说服了父亲之后，李世民又对王世充展开心理攻势，他致书王世充，对他晓以利害，希望他不要顽抗到底。可是，王世充始终置之不理，不予答复，这是拒绝了李世民的劝降。
既然劝降不成，那就只剩下一条路了，打，打到王世充投降为止！不久之后，唐军趁夜行军，一举袭破了虎牢关，生擒荆王王行本、长史戴胄。夺取虎牢关，是李世民在整个洛阳之战期间下的至关重要的一步棋。因为在不久的将来，李世民正是在虎牢关这个地方，彻底决定了洛阳之战的最终胜负，一战功成。
到了武德四年(621年)三月，针对洛阳久攻不克的困局，李世民及时调整攻城战术。先前，李世民大军围城，以为王世充主力被灭，肯定能迅速攻取洛阳。但是，他显然低估了洛阳郑军的守城能力。面对唐军的大举攻城，郑军决定殊死一搏，拼命死守。因此，洛阳才久攻不克。
不过，李世民非常善于总结经验教训，速胜不行，不如缓胜。于是，李世民改变了原先一味强攻的战术，采取了一种较为稳妥的方略：围困。根据《资治通鉴的记载，“唐兵围洛阳，掘堑筑垒而守之”。李世民命令部队，在洛阳城外挖掘堑壕，修筑壁垒，要和城中王世充长期对峙。
很明显，李世民围而不攻，这是要活活困死王世充，切断洛阳与外界的联系，耗尽洛阳城中的粮食补给。李世民很清楚，王世充如今已今非昔比，主力损失殆尽，城内粮草短缺，而自己麾下有十万大军，帐下还有一大批善战的名将，更有后方源源不断的水陆补给线。供应前方大军。所以，李世民认为，跟王世充耗，自己完全耗得起。这样一来，李世民和王世充二人，就在洛阳城下展开了一场旷日持久的拉锯战。
李世民一改变战术，马上起到了预期的效果。本来，洛阳城中，已经极度缺粮。现在，李世民又对洛阳围而不攻，这样使得洛阳的形势愈发严峻，爆发了严重的经济危机和粮食危机。曾经繁华富庶的东都洛阳，此时此刻，则完全变成了一副阴森恐怖，惨绝人寰的人间地狱：
城中乏食，绢一匹直粟三升，布一匹直盐一升，服饰珍玩，贱如土芥。民食草根木叶皆尽，相与澄取浮泥，投米屑作饼食之，皆病，身肿脚弱，死者相枕倚于道。皇泰主之迁民入宫城也，凡三万家，至是三千家。虽贵为公卿，糠核不充，尚书郎以下，亲自负戴，往往馁死。(《资治通鉴)
由于极度缺粮，造成了洛阳城内的通货紧缩，一匹绢有时候只能换来三升粟，一匹布也只能换来一升盐。以前那些价值连城的服饰珍玩，到这个时候，一分钱都不值，甚至贱如泥土。
洛阳城中的粮食，基本吃完了，连草根、树皮都吃完了。老百姓吃不上饭，怎么办呢？他们只能将泥土、米糠活在一起，做成面饼，暂时果腹充饥。可是，这样所造成的后果是，营养不良。许多百姓都身患重病，全身浮肿。一时间，饿殍遍地，死者不计其数，场面非常凄惨，不忍直视。
普通百姓如此，那些洛阳的高层官员，也好不到哪去。当初，皇泰主迁入宫城的百姓，总共有三万人家，而此时却剩下了不到三千家。洛阳百官，论是公卿，还是尚书郎，也总是吃不饱饭，经常饿死一大片。
由此可见，李世民调整战术，围而不攻，疑对王世充造成了毁灭性的打击。这时的洛阳城，只剩下一副好看的躯壳罢了，内部早已烂透了。战争进行到这一步，王世充真的是黔驴技穷，江郎才尽。
应该说，接下来，李世民只需继续围困洛阳，摧毁王世充的斗志，多则一至三月，少则半月，王世充将会彻底陷入弹尽粮绝，内外交困的绝境。届时，攻下洛阳，不过是举手之劳。说不定，还能不费一兵一卒，迫使王世充出城投降。洛阳之战打到现在，才算出现了一点胜利的曙光。
然而，计划赶不上变化。就在李世民率领唐军主力，围困洛阳孤城，眼看胜利在望，攻下洛阳计日可期的关键时刻，情况却发生了骤变。一支远道而来的军事力量，突然直奔洛阳而来，介入唐、郑洛阳之战。由于这支军事力量的出现，使得本来明朗起来的洛阳战事，立刻变得尤为复杂。
这支远道而来的军事力量，正是称雄河北的窦建德军事集团。窦建德一来，如火如荼的洛阳之战，瞬间发生了意想不到的变故。李世民不得不面对一个现实，首先，王世充龟缩城中，洛阳久攻不克；其次，窦建德又率大军而来，支援洛阳。在这种情况下，唐军很有可能承受两线作战的压力，面临被王世充、窦建德两面夹击的危险。
如此，问题也就来了。窦建德作为称雄河北的一方霸主，他为什么不好好在河北称孤道寡，非要插手唐、郑两国的洛阳之战呢？窦建德支援洛阳，到底是出于公心，真心实意与王世充联合，对抗李唐；还是包藏祸心，别有目的？
对于窦建德的突然搅局，本已稳操胜券的李世民，又会如何应对这个棘手的局面呢？这位战不胜的大唐战神，将怎样打破王世充、窦建德两股强敌的双层夹击，进而实现李唐王朝统一中原的宏图大业呢？