王世充虽准备乘李密军队疲困对其发起进攻，但又恐人心不一，再次导致战败，于是在苦思多时后，想到了一个良策。
这天，左军卫士张永通谎称三次梦到周公，说周公宣意于王世充，应该统帅军队互相协助打击敌人，各军不得有二心。
王世充于是建周公庙，每次出军作战，都先祈祷。
之后，王世充又命巫者宣称周公准备命他率兵迅速讨伐李密，肯定会立大功，否则士兵都会染上疾病死去。
王世充的士兵很多是楚地之人，相信王世充所宣称的这种妖言，故而都纷纷请求出战。
王世充于是简练挑出精锐，得兵二万余人，马二千多匹，于九月初十出东都，出兵攻打李密，幡旗上书“永通”二字，军容甚盛。
九月十日，王世充自洛水南至偃师，驻营于通济渠南岸，在渠水上搭设了三座桥梁，准备渡渠进击。
李密闻王世充带兵前来，留亲信王伯当守卫金墉城（其时，李密长史邴元真、司马郑虔象守洛口仓，裴仁基与长史郑颋守偃师），自己带领精兵去偃师，以邙山为屏障等候王世充的军队。
李密召集各位将领会议，商讨应敌之策。
裴仁基道：“王世充率领他的全部军队到这儿，洛阳必然空虚，我们可以分出兵力把守王世充军队要经过的要道，使他不能再向东前进，另挑选三万精兵，沿黄河向西进逼东都。王世充回军，我方就按兵不动；王世充再次出军，我方就再逼东都。如此则我有余力，而彼却疲于奔命，兵法云：彼出我归，彼归我出，数战以疲之，多方以误之也！”
裴仁基这个应对策略，可以说是深谙兵法要旨，算得上是上策了，然而李密却似乎不以为然。
李密道：“公知其一，不知其二。现在东都的军队有三个不可抵挡：器械精良，这是一；决计而来，这是二；粮尽求战，这是三。我只要按甲蓄力以观其弊，彼求斗无门，欲走无路，不出十天，王世充的头就可以到我们手中了。”
李密的应对之法，也算良策，与裴仁基之策可以说是各有千秋。
然而，陈智略、樊文超、单雄信等人却都请战道：“王世充的士兵少得很，又好几次打了败仗，都已经吓破了胆。《兵法》说，‘倍则战之’，何况我方兵力不止是其一倍！况且刚刚来归附的江淮人士，正希望乘此机会一展身手建立功勋，趁他们的锐气利用他们作战，正可以成功。”
于是众将领大声表示赞同，想打的占十分之七八。
若此时李密能坚守己见，或是采用裴仁基所建议之策略，皆足以制胜王世充。
但是，李密性格中的“果决”似乎并不完备，比较容易受别人的意见影响，当初他一开始的时候并不想杀翟让，但受房玄藻等人稍一劝谏，便即狠下杀手，以致人心不附……
此时，李密见众将纷纷请战后，又再一次变得摇摆不定了，最后觉得难违诸将之言，而决定从之。
裴仁基苦苦争辩却不能说服众人，敲着地叹息道：“在座的各位以后一定会后悔今天的决定。”
魏征对长史郑颋道：“魏公虽然屡次打了胜仗，但是精兵骁将伤亡很多，战士心身很疲倦，有这两点很难应敌，况且王世充缺粮，志在决一死战，很难和他争战以决胜负，不如挖深壕沟，加高壁垒以拒敌，过不了十天半个月，王世充粮食吃完了，必然自己退兵，那时再追击他，没有不胜的。”
郑颋道：“你这话不过是老生常谈罢了。”
魏征道：“这是奇策，怎么说是老生常谈！”说着拂袖而去。
李密分派单雄信带领外马军驻扎在偃师城北，自己则与其余的将领带领内马军在北邙山上扎营。
十一日，王世充派遣数百名骑兵渡过通济渠攻打单雄信的营寨，李密派遣裴行俨和程咬金援助单雄信。
裴行俨率先奔赴战场，中流矢坠马，程咬金救起裴行俨，以马槊挑翻数人，抱着裴行俨骑着一匹马返回，但因两人共骑，马跑得稍慢，最后被王世充的骑兵赶上，长枪直刺过来，程咬金返身折断了刺来的长枪，又杀了追赶的人，和裴行俨一起脱身。
恰好天色暗了，双方这才各自收兵回营。
这一小战，李密手下的猛将程咬金、裴行俨、孙长乐等十几人都受了重伤。
李密因刚刚打败了宇文化及，且有多次打败王世充的经历，有些屡胜而骄，故而对王世充较为轻视，于北邙山设营寨时，没有建防御敌人的围墙。
小胜李密一场的当晚，王世充派二百多骑兵夜里秘密进入北邙山，埋伏在山谷中，命令士兵喂好马匹吃饱饭，养精蓄锐以待战机。
十二日清晨，王世充军准备出击，他激励全军将士道：“今天这一仗，不仅仅是争胜负，生死之分，在此一举。如果胜了，荣华富贵自然不在话下；如果败了，一个人也逃不了。我们争相赴死，不单是为了国家，更为了自己，各宜勉之！”
天亮后，王世充带兵逼近李密军营，李密这时才发觉，仓促出兵应战，还没来得及排好队，王世充就放兵攻击。
王世充的士兵都是长江、淮河流域的人，剽悍勇猛，出入十分迅捷。
王世充又再事先找到一个长得很象李密的人，捆起来藏好，待双方战斗正激烈时，让人牵着面似李密之人通过阵前，大喊：“我军已经捉住李密了！”四周的士兵听后，都大呼万岁，李密军的军心顿时大跌，士卒奔走。
就在这时，王世充前一夜埋伏在山谷的骑兵，这时也蔽山而上，潜至北原出击，从高处疾驰下来，由于李密未设营墙，骑兵毫无阻拦的冲入李密军的营地，又因为程咬金等猛将均受了重伤，所以这时营中没人挡这些骑兵，这些骑兵即四处放火焚烧房屋。
于是李密军大惊而溃，将领张童仁、陈智略等都投降了王世充，李密则带着一万多人逃往洛口。
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