随着隋炀帝的去世，东都洛阳仍然被杨侗(隋炀帝的孙子)和隋朝的大臣王世充控制。
王世充拥护杨侗成为皇帝，并继续以隋朝的名义与起义军作战。
东都周围原本是瓦岗起义军活动的地区，李密曾多次击败隋军，但由于他的傲慢和自满，他与他的将军们之间产生了互相猜忌的情绪。
在与北方的宇文化及大战后，他的实力逐渐削弱。
王世充发现了李密的弱点，发动了突然攻击，击败了李密的军队。
李密带着残部逃到了长安，并投靠了唐朝。
王世充赶走了李密，自以为自己实力强大，就废除了杨侗，自立为帝，国号为郑。
此时，唐军已经清除了西北地区的几个强大分裂势力，稳定了后方。
620年，唐高祖派遣李世民进攻东都。李世民一军出关，河南的许多州县纷纷投降，唐军很快包围了东都。
李世民不仅善于打仗，而且善于用人，他从原瓦岗军和其他割据势力的降将中，收留了一批人才。
像著名的秦叔宝、程咬金、尉迟敬德等人，都成了他的得力助手。
有一次，李世民亲自率领500名骑兵在阵地上巡视。
恰巧被王世充发现，他发动了1万多名步兵和骑兵，突然包围了他们。
王世充的大将单雄信冲向李世民，用长矛刺伤了他。
尉迟敬德骑马赶到，高声喝道，刺下了单雄信的战马。
尉迟敬德保护李世民脱离了包围，两人率领骑兵在郑军的阵地上来回冲杀，使郑军吓得不敢阻挡。
过了一会儿，唐军源源不断地涌上来，打败了郑军。
从那年的秋天到第二年的春天，唐军对东都的围攻越来越激烈。
王世充在城池里严密防守，不断用石炮和弩箭攻击城外的唐军。
时间一长，唐军士兵也感到疲惫不堪。
有人建议李世民先停止进攻，回长安休整后再出发。
李世民说：“现在四周各州都已经投降，洛阳成了孤城，迟早可以攻下它，所以不应该半途而废。”
他下令将士们必须攻下东都，不然就不能退兵。
王世充被迫走投无路，只好派人偷偷出城，向窦建德求助。
窦建德领导的起义军是河北的一支强大势力，自称为夏国皇帝，攻占了唐军的许多土地。
他收到王世充的求救信后，带领30万人马水陆并进，救援东都。
他还派使者给李世民发信，要求他退回关中。
唐军的一些将军被夏军的强大军队吓坏了，建议暂时离开东都。
但也有人认为王世充的兵力还是很强大的，缺的是粮食。
如果让窦建德和王世充会合，用河北的粮食接济东都，就没有胜利的希望了。
因此，一定要把南下的窦建德大军堵住。
李世民接受了这一建议，将李元吉留在东都继续围攻王世充，自己带着3000多名精兵北上守卫虎牢关(即武牢关，今河南荥阳汜水镇)。
窦建德大军到了武牢关，被唐兵拦住了。
夏军几次进攻都没有成功，但李世民派骑兵抄小路过去，切断了夏军的粮道。
窦建德认为自己实力雄厚，不怕攻不下武牢关。
他拒绝了部将和妻子的劝阻，命令全军出动，摆开阵势，大声呐喊。
李世民上到高地观察夏军的阵势，说：“窦建德从未遇到过强大的敌人，从他们的阵势可以看出，他骄傲自满。”
只要我们按兵不动，等到他们人困马乏之时，一举出击，一定可以打败他们。
夏军摆好阵势，准备战斗，但是从早上到中午，唐军都没有出来作战。
窦建德的士兵又累又饿，有些人直接坐在地上，有些人在河边舀水喝。
李世民觉得时机已到，便命令士兵们渡过汜水，直奔窦建德的大营。
此时，窦建德正在和他的将军在大营聚会，听说唐军骑兵突然攻来，迅速指挥自己的骑兵作战。
双方发生了激烈的战斗，阵地上尘土飞扬，箭如雨下。
李世民趁着夏军不备，带领一支队伍插入他们的阵后，举起唐军的大旗。
夏军回头一看，以为唐军已经占领了营地，没有心思再战，纷纷逃跑了。
窦建德在混战中受了伤，被唐军俘虏。
打败窦建德后，李世民率军继续围攻东都。
王世充想突围，但将士们却认为现在夏王已经失败，就算突围出去也没有用。
王世充知道大局已定，无法挽回，只有投降。
第二天，他穿上素衣，带着太子、文武百官等2000多人出城，步行到唐军门口，俯伏请降。
李世民接受了投降，并答应不杀他。
他笑着对王世充说：“你以前常把我当孩童，如今面对孩童，为什么这么恭敬呢？”
听了这些话，王世充苦笑连连，连忙磕头谢罪。
李世民进入洛阳，先宣布军纪，命令唐军分守市肆，维持市面，禁止侵掠。
然后封存府库，取出部分的钱财和绢匹赏赐给将士。
唐军逮捕了王世充手下的十几位将军，如段达、单雄信、朱粲等人，并押到洛水边斩首。
李世民还下令打开监狱，释放王世充关押的所有无罪士民。
他还废除了许多道场，命令每座寺庙只留下30名僧侣，其他的僧尼一律还俗。经过一系列措施，洛阳的人心渐渐安定。
唐朝攻下东都，震惊了天下，王、窦余部纷纷投降。
窦建德的妻子曹氏、其子窦世善也举山东之地，奉上传国玺投降了唐朝。
至此，中原、河北和山东之地纷纷纳入大唐的统治下。
621年7月，李世民凯旋回长安，献俘太庙。
李渊下诏废王世充为庶人，流放于四川，窦建德则在长安被斩首。
后来，王世充在流放的路上也被敌人杀害了。
但李渊并没有惩罚凶手，反而下令以谋反罪，处死王世充的儿子、侄子和所有亲属。
