李世民消灭刘武周、平定河东之后，河东、关中、陇西、巴蜀等广大地区，已经完全处于唐王朝的控制之下，唐朝的实力大增。此时，对唐朝威胁最大的势力当属占据河南的王世充集团和占据河北的窦建德集团。然而，王世充再向外扩张期间，御下无方，导致众心离散，手下的将士经常投降唐朝。特别是他废隋帝杨侗自立为帝一事，使得窦建德与其断绝了联系，此时的天下大势对唐王朝极为有利。于是李渊决定先消灭王世充，攻占洛阳；然后在消灭窦建德，夺取河北，平定中原。
得知唐军准备进攻洛阳，王世充大为惶恐，事实上，他是不愿与唐军开战的，但人家都打上门来了，总不能坐以待毙吧！于是，他针对唐军，制定了以下作战计划：
1.将各州镇精兵强将全部集中于洛阳，设置四镇将军，分守四城
2.派军驻守虎牢、怀州、襄阳等外围要地
3.自己亲率二十八府骑兵以及左、右游击各二十八府步兵，总共约3万人，以备不时之需
武德三年七月，李世民率大军进入东都战场，并于当月下旬命其先锋大将罗士信进攻慈涧，王世充得知唐军前来，立即亲率3万人前来增援。凑巧的是，就在王世充率军前来增援的同时，李世民正在率领一支轻骑兵在慈涧周围侦察，双方就这样相遇了。此时包括李世民在内的所有唐军都没有料到王世充会在这个时候带着军队“从天而降“，当他们还没反应过来的时候，王世充的军队已经将他们团团围住了。
就在将士们手足无措的关键时刻，李世民挺身而出，镇定自若地带领士兵们且战且退，前后奔驰，左右开弓，箭声所到之处，就有一名郑军应声落马，在李世民的神威之下，王世充慌忙勒住缰绳，下令士兵停止追击。李世民遂和手下突围而去。
这一小小的插曲，充分展现了李世民作为一个统帅过硬的军事以及心理素质，这也是他在以后的战争中百战百胜的主要原因。
第二天，李世民亲率五万大军进攻慈涧，王世充一看唐军兵锋正盛，吓得不敢打了，遂率兵撤出慈涧，退守洛阳。洛阳附近的郡县看到唐军声势浩大，纷纷投降唐朝，李世民从而顺利地完成了对洛阳的包围，具体的作战计划为：
1.史万宝自宜阳进军，占领龙门
2.刘德威自太行山包围河内
3.王君廓自洛口出兵，切断王世充的粮道
4.黄君汉自河阴出兵，攻占回洛仓
5.李世民亲率主力驻扎于北邙山，随时准备策应各军
面对四面合围，声威浩大的唐军，王世充再次感到恐惧了。当然，恐惧的不只他一人，其手下的将领看到唐军大兵压境，也已经预料到这场战争的结果了。九月中旬，王世充手下的显州总管田瓒率领其所管辖的25个州全部投降唐朝。紧接着，尉州刺史时德叡又率领其所辖的7个州投降唐朝。
这一连串的大规模叛降行动，不仅极大地削弱了王世充的实力，而且切断了洛阳与周围城池之间的联系，使得彼此隔绝，只能各自为战。
看着形势对自己越来越不利，王世充觉得，不能再等了，与其坐以待毙，还不如主动出击。九月下旬，王世充率一万人主动进攻唐军，但奈何实力悬殊，这一万人在洛阳城北被李世民的主力击溃，6000余人被俘，1000多人战死，王世充只身逃了回去。
随后，唐军不断缩小包围圈，罗士信在十月间连续攻克了洛阳城西北据点硖石堡和东北据点千金堡，逼近洛阳城；十一月间，唐将李大亮率军攻克襄阳外围的樊城镇，一举攻占了十四座城池；十一月下旬，李大亮再度攻占沮州、华州等地；十二月初，在唐军强大的攻势下，许州、亳州、随州等十余州先后降唐。
看着危险一天天地向自己逼近，王世充觉得一股无力感席卷全身，难道只能眼睁睁看着自己灭亡吗？不，还有机会，在这关键时刻，他想起了河北的窦建德，眼下这种情况，除了窦建德能救他之外，别无选择。于是，他派自己的侄子王琬前往河北向窦建德求援。
武德四年正月底，王军将领葛彦彰在出击时，被李世民所率领的玄甲军击败，被歼6000余人。二月初，由于洛阳被围日久，粮食短缺，驻守虎牢的王世充长子王玄应押运粮草前来救援，但却被唐军得知情报，李世民派李君羡前去阻击。王玄应仓促应战，一战即溃，粮草全部落入唐军手中，王玄应只身逃回洛阳。
看到王世充已经山穷水尽，李世民觉得，对洛阳发动总攻的时机已经成熟。
二月三十日，李世民率大军进驻青城宫，唐军正在扎营之际，王世充突然率两万大军来攻。李世民亲自率领精锐骑兵在北邙山下列阵，迎击王世充。至此，中原之战中最为惨烈的青城宫战役打响。
这一仗打的极为惨烈，从早晨一直打到了下午。虽然王世充竭力迎战，但奈何双方实力不在一个档次，午时过后，差距显现，唐军越战越勇，王世充军则节节败退。王世充万般无奈，只得下令撤退，唐军乘胜追击，一直追到了洛阳城下，斩杀并俘虏了七千余人。
与此同时，在虎牢关驻守的王玄应逃回洛阳后，唐将李世勣突袭虎牢关，与沈攸里应外合，迅速攻陷虎牢。
随后，唐军将洛阳城团团包围，开始了攻城战。然而，攻打洛阳远比想象中的要难得多，王世充对洛阳的防御部署极为严密，并且装备了大量的重型武器。唐军猛攻十几日，付出了巨大伤亡，洛阳城还是岿然不动。
李世民觉得，不能在这样盲目攻打下去了，于是他改变战术，不再对洛阳进行强攻，而是深挖壕沟、高筑营垒，切断了洛阳城与外界的一切联系。攻不下你，难道我还困不死你？
经过唐军的多日围困，本就山穷水尽的洛阳城更是雪上加霜，城内粮价大涨，粮食短缺，百姓们吃光了城内所有的草根树皮，但这无异于“饮鸠止渴”，短短数日间，城内百姓便饿死了大半，一时间，曾经繁华的洛阳城中到处躺满了横七竖八的尸体，仿佛一座人间炼狱。
望眼欲穿的王世充盼望窦建德前来救援，但一连两个月过去了，就是等不来窦建德前来增援。
其实，窦建德早在十一月份就得到了消息，他之所以没立刻前来救援，是因为他想坐山观虎斗，等到李世民和王世充斗得两败俱伤之时，他好坐收渔翁之利。但令他没想到的是，战事几乎呈一边倒地倾斜，洛阳城危在旦夕，王世充灭亡后，马上就轮到他窦建德了。
鉴于此，窦建德一刻也不敢耽搁，率军南下驰援洛阳。三月二十一日，窦建德率领10万大军抵达酸枣，先后攻克了唐军驻守的管州、荥阳、阳翟等地，来势汹汹。数日后，窦建德大军进至虎牢关，于成皋东边的河岸平原驻扎，并派人通知王世充。
此时，对于唐军来说，情况不是太秒，一方面他们还未攻克洛阳，另一方面他们又随时面临着窦建德的进攻。因此，就下一步的进军方向，唐军内部产生了两种不同的主张：
郭孝恪、薛收等认为：“宜据武牢之险以拒”窦建德，对王世充则筑垒将其围困，分兵防守，请李世民亲率骁骑先据武牢，“以逸待劳”，后发制敌。
屈突通、封德彝等则认为：唐军已经疲惫，洛阳不易攻下，窦军又锐气方盛，为避免腹背受敌，建议“退保新安，以承其敝。”
而李世民则提出了自己的看法：他认为王世充粮食已经告罄，上下离心，根本无需我军力攻。窦建德新近攻破孟海公，将骄兵堕，我军占据虎牢，等于扼住了其咽喉。若不速进，让窦建德攻占虎牢，刚刚归附的所有城池必将重新沦陷；到时候窦、王两军合力，其势必强，那时候我们怎么会有机可乘呢？
“世充兵摧食尽，不烦力取，可以坐克；建德新破海公，将骄卒惰；吾据武牢，扼其咽喉。彼若冒险争锋，吾取之甚易；若狐疑不战，旬月之间，世充自溃。城破兵强，气势自倍，一举两克，在此行矣。若不速进，贼入武牢，诸城新附，必不能守；两贼并力，其势必强，何敝之乘”。
李世民决心既定，随即兵分两路，命李元吉与屈突通继续围困洛阳，自己则亲率3500骁勇之士，向虎牢关进发。
武德四年三月二十五日，李世民率军抵达虎牢关。
窦建德虽已先至成皋东原，但因犹豫，未能迅速抢占附近要点，却分兵南下占领甚远的阳翟，致使李世民顺利地占领了要地虎牢关。李世民到达虎牢后，决定先给窦建德来个下马威，第二天，他亲自率领骑兵500人东出20里，侦查窦军情况，并诱其出击；然后设伏歼其小部队，以挫其锐气，使其不敢逼近虎牢。两军相持月余，窦军数次失利，将士思归，士气开始下降。其后不久，唐军又抄袭了窦军的粮道，俘其大将张青特，窦建德空有绝对优势的兵力，却自陷于不利的境地就这样，窦建德的大军被李世民死死地挡在了虎牢关外，一挡就是一个多月。
时间一久，窦建德军进退不得，士气低落，士兵每天都在盼望班师。
此时的窦建德也在困惑，他到底是继续进攻还是选择班师回朝，成了摆在他跟前的一道难题。
就在窦建德难以抉择之际，他手下的谋士凌敬给他提出了一个建议。他说：大王应当率全部主力渡河北上，夺取怀州、河阳，然后翻越太行山，进入上党，占领汾州、晋州，向蒲津进攻。这样做有三个好处：一是如入无人之境，可获全胜；二是可以开疆拓土，壮大实力；三是关中震骇，关中之围自解。这是典型的“围魏救赵”之策。窦建德一开始也想采用这个建议，但架不住王世充的使臣王婉天天在他面前哭诉，并暗中贿赂夏军将领，阻挠凌敬方案的实施。最后，在众将领的反对声中，窦建德放弃了凌敬的策略，决定跟唐军决一死战。
公元621年，窦建德和李世民站在了虎牢关的两侧，义无反顾地开始了他们的巅峰对决，这场历史性的较量即将拉开帷幕。
决战开始前，李世民故意给窦建德散布了一个假消息，说唐军战马的草料即将吃完，不日将要去黄河北岸的草地上放牧。窦建德信以为真，决定利用这个机会对虎牢发起总攻。
五月初一，李世民亲自率军渡河牧马，故意在河边留下了一千多匹战马，以诱敌出击，自己却在傍晚返回虎牢。
五月初二，窦建德果然中计了，他误认为唐军的主力还在河北，遂于这天凌晨指挥全军出动，其阵势北至黄河，西至汜水，南至鹊山，连绵20里，战鼓齐鸣，兵威盛大。
对此，李世民同志又一次发挥了他的“隐忍”这一典型的战术风格，你窦建德不是兵多吗？那我就不出去和你打，等把你的士气耗尽了，我再出去。果不其然，窦建德的大军从早晨开始列阵，一直到了中午都在那儿傻站着，既不能打仗，又不能生火做饭，士兵是又饿又渴，大军开始骚乱了起来。李世民看在眼里，觉得总攻的时机已到，命令一下，驻守虎牢的数千名唐军倾巢而出，快速穿过汜水，直冲窦建德大军而去。
而此时的窦建德正在和文武百官开会，在窦建德心里，他并未将李世民这样一个二十多岁的毛孩子放在眼里。但是，当他和百官们听到震耳欲聋的喊杀声传进大帐时，他才明白，自己低估了李世民，但已经为时已晚。
毫无准备夏军面对唐军的突然袭击，很难组织起有效的抵抗，尽管窦建德拼命组织大军抵抗。夏军虽然在人数上占据优势，但他们的阵型已经完全被唐军冲垮，只能各自为战。李世民率史大奈、秦叔宝、程知节等勇将，卷起唐军旗帜，冲入敌阵后，直向纵深突进。冲至阵后时，张开旗帜，从后向前突击，窦建德大军全线陷于混乱，向东溃退。
混乱之中，窦建德被长矛刺中，一路向西狂奔，逃至黄河岸边时，被追上来的唐军生擒。
至此，一代枭雄窦建德就这样覆亡。虎牢关一战，李世民以三千五百人的骑兵击溃窦建德的十万大军，实乃战争史上的奇迹。
俘虏窦建德后，李世民将窦建德五花大绑至洛阳城下，向王世充示威。王世充一看，自己最后的依靠都被李世民俘虏了，自己再坚持下去还有什么希望呢？五月初九，王世充身穿白衣，带领文武百官两千余人出城投降。
至此，河北、河南被平定，李世民在他本就辉煌的军事生涯又添上了浓墨重彩的一笔。
参考资料：《旧唐书》《新唐书》《资治通鉴》《中国战争史》等相关资料
