军不分星夜进围洛阳。李世勣曰：“夏兵既破，洛阳势孤，大王只将建德囚至城下招安，城中胆落，世充必率众纳款。”世民从其议，即将建德监至洛阳。此时唐将俘获夏兵不愿为军者，世民散使还乡就业，不愿去者，充入行伍，着各部领之。封德彝入贺曰：“大王妙算，已建不世之功。关中预闻捷音，足可以耸动天颜也。世民笑曰：“不用公言，得有今日。”因大享将士于军中。
时武德四年夏五月。世民既平建德，游骑兵回洛阳，报知王世充，世充大惊，闭户不出。忽报：“唐军大队，监囚了夏主于城下，世民亲督诸将攻打各门。”谏议大夫法嗣亲将刘师立入奏曰：“城中粮草食尽，军民疲饿屡月，死者枕藉，事已极矣。大王可救一城生灵，迎候轵道，庶免自身夷族之祸。”世充沉吟不语。李光仪一派战将曰：“城中尚有精兵数万，皆愿与主公死战。不如乘唐军立营未定，突围南走襄阳，以就其食。然后约虎牢之众，复来取洛阳，成败未可期也。何必遽为亡国计哉。”世充将从之。秦王世衡、楚王世伟复劝曰：“自二国交兵，殆无宁日。吾所恃者夏主，今已为擒。纵投往他处，终必无成，不如降之以保善后计也。”世充乃泪下曰：“吾血战数年，赖诸将扶佐为王，今日若逆天意，复使诸军血肉填于草野，系我之罪也。我心何安？不如投降，以顺天时矣。”于是世充城上插起降旗。
次日素车马，帅太子玄恕等及群臣三十余人，开城诣军门纳降。众人报入中军，秦王大喜，令诸将摆开，即出军前受降。见世充诸人拜伏于道旁。世充曰：“臣不道，违抗天兵，今势穷力尽，情愿归降，以安百姓。”秦王曰：“尔等既降，吾奏唐主，不害汝之命。”言讫，乃部诸军先入洛阳。是时城里城外，军民百姓，各以香灯花烛迎门而接。秦王下令诸人，分守市肆，禁止侵掠，无敢犯者。世民入至宫城，命房玄龄收隋之图籍。时府中诏制，已被世充所毁，残阙无稽者多。命萧瑀等封府库，收其金帛。次日，世民于宫中大享将士，议功绩之上下，赏赐金帛。诸将言曰：“世充暴虐万民，罪不容诛。大王何故留之？”世民曰：“世充之罪固有，非建德之比。且人已服降，遽杀之不祥也。”止收其附党段达、单雄信、朱粲二十余人斩之。
单雄信密使人叫李世勣曰：“雄信望将军垂救。”世勣听的，径往帐下叩头拜伏。世民问其故，世勣曰：“臣故人单雄信，理当罪戮。望大王垂怜赦之。且其材武足用。愿请纳官爵，以赎其罪。若雄信得更生之赐，必有以报。”世民笑曰：“榆窠之厄，雄信窘迫吾前。汝以追骑后至，那时雄信曾识故人乎？公有他言，无所不从。赦雄信，弗汝听也。”世勣曰：“当日紧追殿下，各为其主也。使雄信先事主公，亦必劝世勣之忠矣。愿王赦之。”世民曰：“雄信为人言过其实，非公之比”。竟令推出斩之。世勣见秦王不许，乃号恸出宫门，割股肉以啖雄信曰：“非吾不念旧情，主人言不允听。今日与君生死永诀，此肉委于士。君之妻子，无用忧也。”言罢，刽子手斩了回报，在旁观者，无不垂泪，皆感李世勣重于义云耳。宋贤有诗为证：
难将重诺割袍襟，烈士真同管、鲍金。取肉啖之生死诀，由来仁义感人深。
又断单雄信不识事人，致有夷戮之祸：
四下干戈扰攘时，义士忠臣罔所思。择主不臧遭杀戮，堪嗟雄信未男儿。
秦王既斩了逆党，坐于阊阖门，郡中诸官皆拜降于堂下。太师苏威请见，称他老病不能拜。世民遣人数之曰：“公隋室宰相，危不能扶，使君弑国亡。见李密、王世充皆拜伏舞蹈。今既老病，何劳相见？”苏威闻其言，不食终日而死。刘师立、罗士信闭户不出，武官欲杀之。世民慌传令曰：“如有害此二人者，夷三族。”次日，自登门请此二人。二人感世民之恩，乃出。师立曰：“殿下欲济大事，知洛阳有二贤乎？”世民曰：“不知也。”师立曰：“一人魏州繁水人氏，姓张，名公谨，字弘慎，见为洧州长史；一人与公谨同里，为本州刺吏，姓崔，名枢。是二人者，皆有命世之才。王何不请之。”世民即遣使聘请。张公谨亦闻世民有德之主，与崔枢挈城来降。世民大喜。询以时务，二人对答如流。乃曰：“何相见之晚也！”因拜公谨为参军，崔枢为检校。
时世充有未附者，各怀内惧。杜如晦叔父杜淹当死，如晦之弟楚客请如晦救之。如晦曰：“彼尝欲陷我于死地，岂料有今日乎？”楚客曰：“昔者叔已杀兄，今兄又杀叔，一门之内，相残而尽，岂不痛哉！”言罢欲自刎。如晦劝止之，乃为请于秦王。秦王引为天策府曹参军。世民与诸将入宫，见隋之宫殿华采壮丽，规模宏大，有三十六宫，二十四院，兰室椒房，重楼玉宇。世民观了一回，顾谓诸将曰：“炀帝无道，殚人力以事奢侈，谷无亡得乎？”薛收进言曰：“峻宇雕墙，殷纣以亡；土阶茅茨，唐尧以昌。始皇兴阿房而秦祸速；文帝罢露台而汉祚永。后主曾不是察，奢侈是矜，死一夫之手，为后世笑，何此之能保哉！”世民深然之，即令左右撤了端门楼，焚乾阳殿，毁则天阙，废去诸道场。百姓闻之，无不称快。
秦王欲议班师，李世勣曰：“建德、世充余党尚多，虎