听闻窦建德战败并被俘了，王世充镇守外围的重要将领王德仁见势不妙，放弃旧洛阳城就逃跑进新洛阳城中去了。他的副将赵季卿则以的洛阳城降了唐军。

李世民押解着窦建德、王琬、长孙安世、郭士衡等人到洛阳城下，给王世充看。

王世充流着泪和窦建德接话。于是李世民就放长孙安世、王琬、郭士衡几人进城叙说失败的情况。王世充召集诸将想商议突围，准备南奔襄阳。众将领都说：“我们的唯一希望是夏王窦建德来救援我们。如今夏王已经被俘了，希望也破灭了！洛阳城被围了这么久，我们的军士饿得连武器都拿不动了。如此情况突围，恐怕无法成功。”

单雄信则对王世充说道：“父王，您可以选些精兵断后，我护您冲开唐军阵营，然后我们直奔襄阳而去。只要有您在，或许还有与唐军周旋下去的可能！”

王世充看着一众一脸沮丧的诸将，对单雄信摇摇头说道：“我知我儿英勇！然而如今人心浮动。我军败亡如斯，纵算我突围而去，唐军也势必接踵而至，襄阳城内恐也无战心，终归是被唐军顺势平了而已！大势已去，能保全这具尸首就不错了！”

单雄信还强劝道：“父王，哪怕我们没有一城一池了，我们也可啸聚山林的嘛！总比看着唐童的脸色乞活的好！”

王世充叹道：“以我你之身份，即使是去做个强盗，也不敢稍有暴露的！一旦为他们所知晓了，必会带兵来围剿，恐怕最终疲于奔命，也不得终好！大丈夫争天下不得，也是无可奈何的事。天意如此，罢了！罢了！”

然后，王世充派长孙安世重返唐营，与李世民谈判投降事宜。李世民轻笑着说道：“你回去告诉王世充，你们已经只能无条件投降了！看在你们主动投降的份上，我可以答应王世充，让他不死！”

长孙安世回报王世充，王世充无奈，只能照做。

于是，丙寅（初九），王世充身穿白衣带领郑国的太子、百官及二千多人到唐军营门前投降。

李世民按礼节接受他们投降。王世充俯下身拜见李世民时汗流浃背。李世民说道：“郑王，你总认为我是个小孩。如今见了小孩，为什么这么恭敬啊？”王世充赶忙叩头谢罪。

于是李世民收押了众人，再分派出一部分人，先进入洛阳，分别把守市场商店，禁止骚扰抢掠。没有一人敢违犯禁令。

丁卯（初十），李世民进入洛阳宫城，命令记室房玄龄先进入中书省和门下省，收集隋朝的地图户籍、制文诏书。但可惜已经都被王世充给销毁了，没有找到什么。又命令萧瑀、窦轨等人封存了隋的仓库，没收所有金钱布帛，颁赐给将士们。

李世民拘押了罪行特别大的十几名王世充的同党。有段达、王隆、崔洪丹、薛德音、杨汪、孟孝义、单雄信、杨公卿、郭什柱、郭士衡、董睿、张童儿、王德仁、朱粲、郭善才等，命令押解到洛水岸边斩首。

李世绩与单雄信发誓同生共死的结义弟兄。唐军平定了洛阳，李世绩就向李世民说单雄信骁健无比，请求用自己所有的官爵来赎单雄信一命，无奈李世民坚决不准。

李世民说道：“单雄信当初与李密同攻王世充，却按兵不动任由李密被打败，自己倒是投了王世充当上了附马，这不是卖主求荣之辈么？”

李世绩解释道：“他那是对李密有怨恨在心。李密杀翟让，差点儿把我们都一起杀了。后来与宇文化及作战，大家都奋力战斗。取得胜利后，李密却只赏投降过来的骁勇军，其它旧部，连一分一文的饷银都没得到，大家都很有怨言。单雄信体恤士卒，难免也因此心生怨气而做错了事！”

李世民听后虽有释疑，但仍摆手说道：“单雄信乃害主之辈。李密如此势大，居然败坏于他之手，就是因为他不知轻重好歹啊！他暗怀枭雄之心，桀骜不驯。据说此次他并不打算投降的，还劝王世充即使去落草为寇也莫投降！如此之人，怎可容留？”

李世绩再三请求仍不得，痛哭着退下。然后，他只能来狱中探望单雄信。

单雄信对李世绩救他不得这事也不为意，只说道：“我早就料到你办不成这事。你我兄弟一场，各投其主，也只能如此别了！”李世绩流着泪说道：“我本也不惜余生，愿和兄长你一同死；但是既然将这条命献给了国家，事情就无法两全了。况且我死了以后，谁来照顾兄长你的妻儿呢？”于是，他割下一块大腿肉，让单雄信和着酒吃下，说道：“让这块肉随兄长化为尘土，也许可以不负当年的誓言吧！”

李世民听说了后，对李世绩更加赞赏，默许了他收容单雄信的亲人，不予追究。并让他厚葬了单雄信。秦琼、程咬金等瓦岗旧人，都出席了单雄信的葬礼。李世民对此也听之任之。

其实，这也正是李世民不得不杀单雄信的道理。因为他知道，若留下单雄信，那他这支以瓦岗军为支柱的军队，还恐怕真不好带了！而他允许瓦岗旧将们去祭奠单雄信，与当初李渊允许李世绩收葬李密同理，都是为安抚众人之心也！

或许可以这么说，李唐要想真正收伏瓦岗军，李密与单雄信这两人就真的不可留！也真不晓得是李密害死了单雄信，还是单雄信害死了李密，反正他们二人，都是败坏瓦岗事业的罪魁祸首。他二人的如此相生相克，还真不晓得是不是天意！

另一个李世民深为厌恶的人便是朱粲了。朱粲也是土匪出身，性情凶悍残暴，曾在南阳一带称反王，后为杨林击败，而后辗转投了王世充。他所驻军之处，老百姓简直遇到了活阎王一般，常被他搞得民不聊生的。

老百姓痛恨朱粲的残忍，在他被斩杀后，争相用瓦块砖头砸他的尸体，不一会儿堆成了一座小山。

李世民拘押了韦节、杨续、长孙安世等十几个人送往长安，由李渊去发落。

洛阳城中老百姓没有罪而被王世充关押起来的，一律释放；被杀死的，作诔文加以祭奠。

夏军败后，左仆射齐善行与建德之妻曹氏领百骑逃回洺州（今河北邯郸），窦建德余下部众打算拥立窦建德养子为王，齐善行排众议，最后带领百官以及传国玉玺向唐朝投降。

武德四年（公元621年）七月，窦建德被送至长安处斩。

李渊历数王世充的罪状，问他该当何罪。王世充回答道：“我的罪固然该杀，但秦王曾答应我不死”。李渊闻言，便赦免了他的死罪，贬为庶人流放巴蜀。

不过，没几日，王世充仇家独孤机的儿子独孤修德，趁著防守不备杀掉了王世充及其兄长。李渊仅罢免了独孤修德的官位，就不再追究了。后来，其他王氏亲族也以谋反罪被处死完了。

窦建德被杀害后，昔日部下将士愤慨，推刘黑闼为王，半年内收复窦建德的旧地。武德六年（623年），刘黑闼被李建成平定。

在决定天下归属的虎牢关之战中，李世民将智谋、勇猛、耐心、果断等各种统帅才能发挥到了极至，窦建德率领精锐主力十余万人前来支援王世充，李世民仅用3500名玄甲精兵为前锋增援虎牢关，结果大破窦建德十余万众，窦建德战败被俘。随后，洛阳的王世充也被消灭。天下的局势完全转向了对唐军有利的一面。

李世民一举平定窦建德、王世充两大集团，统一中国北方，奠定唐朝版图基础。因军功显赫，李渊特设天策上将策封李世民。这也间接导致日后的玄武门之变。