此时，折墌城内不但有秦军四五万人，更有薛仁杲迁都后，从陇西各地征发来的百姓十余万人，军民总人数不下十五万。所以两千骑兵将士一听说李世民下令他们围城，顿时就懵了：“秦王殿下，并非我等胆敢违抗您的命令，只是，用两千人包围敌军十多万人，这是根本不可能实现的。”
李世民眉毛一扬，傲然问道：“哦？为何不可能实现？”
“因为对方的兵力是我等几十倍，如果对方冲出城来与我军交战，我军人数本就极少，待兵力分散之后，更如同一盘散沙一样，岂非自取其败？”
李世民大笑：“你们说的其实没错，但是，本帅笃定—那薛仁杲绝不敢率军出城！…什么，你们不信？…那好，将士们，之前秦军怎么辱骂我们的，都给我狠狠地骂回去，你们告诉城头的守军，就说我军只有两千人，薛仁杲如果不想学司马懿穿上妇人的衣服，就请立刻率大军出城，与本帅决一雌雄！”
两千唐军见主帅如此托大，只好鼓起勇气照他的命令行事，他们来到城墙四周，有人指手画脚，有人双手叉腰，纷纷对着城内高声搦战。薛仁杲听说有这等事，二话不说就要披挂出战，他号称“万人敌”，哪受得了这等窝囊气！先前兵败归来的宗罗睺等人见状，慌忙一把将他抱住，苦苦谏道：“陛下，那李世民用兵有神鬼莫测之计，您若出战，正中了他的下怀，难道忘了宋老生之事乎？”薛仁杲被众将拦住，既想出战，又怕真的中了埋伏，一时犹豫不决。过了不久，城头守军又来报讯：“那李世民见我军不敢出战，更加放肆了，他仅带了几十名随从亲自来到城下，手挥马鞭，遥指城头，作出要攻城的模样。陛下，我军有这么多人，怕他作甚？”
“此乃关乎国家社稷的大事，岂是你一介普通士兵可以妄议的，立刻滚出去！”
宗罗睺等人唯恐薛仁杲被那士兵劝动，又起了出战的念头，无不怒目而视，那士兵哪还敢说话，低着头战战兢兢地退下去了。之后几个时辰，无论城头的士兵再来报讯，说李世民和唐军又如何如何，秦军一众将领无人敢提“出战”二字，只顾忙着抚慰薛仁杲，让他息怒以保重龙体，让他顾全大局想想中伏的后果，让他再忍一忍退一步海阔天空…到了黄昏时分，薛仁杲终于醒悟，他嗖的站起身来，对在场的一众将帅们道：“朕想起来了，今日清晨，宗将军刚与唐军恶战了一场，唐军虽然取胜，但他们一路紧随宗将军来到这里，也已是强弩之末。朕决定了，与其窝囊的坐等失败，不如列阵与之大战一场，况且，这支唐军全是骑兵，他们没有攻城的武器，我军留一半人守城，其余人随朕出战，如果战事不利，及时撤回城中坚守也就是了！”
秦军众将这次实在拦他不住，只好按照薛仁杲的命令迅速分工，一些将领随他出城，一些将领负责留守。于是薛仁杲迎着夕阳，率数万军队浩浩荡荡来到城外，两千唐军搦战大半日，没想到薛仁杲真的出城了，一时慌不择路而逃，纷纷涌往折墌城附近的泾水（折墌城属泾州，泾州因泾水流经该地而得名），李世民见状，亦策马来到泾水河畔，他巡视全军，安抚士兵们之后，顺势依托泾水排兵布阵。两军尚未交手，薛仁杲的军队突然发生哗变，许多将士主动抛下武器，三三两两地来到唐军阵前，大声求饶道：“我们是来投降的，大王别杀我们！”李世民一挥马鞭，下令从军队之中分出三百人，前去安置前来投降的秦军。这些秦军看起来确实是真心投降，因为他们加起来至少有好几千人，在三百唐军面前就如同待宰的羔羊一样，竟束手就擒，任由对方处置。
薛仁杲乍遇这等变故，一时不知如何是好，此时，一旁有将领提醒他道：“看，李世民果然在城外设有大量的伏兵，陛下您中计了！”薛仁杲顺着他手指的方向远远看去，有数万唐军挟卷烟尘，正从东方赶来—却是唐军步兵三万余人因为行军缓慢，直到天快黑了，才终于从浅水原战场气喘吁吁地赶到这里，与李世民的前锋部队会合。薛仁杲哪曾想到这其实只是巧合，真的以为这些人是李世民事先埋伏在城外的伏兵，慌忙下令：“撤，快撤！”说罢，他率先骑着马逃回城内。随他出战的士兵没想到这位号称“万人敌”的皇帝竟如此脓包，一半人随他也进了城，还有一半人犹豫了片刻，索性把武器一扔，也跑去李世民军中投降了。
天很快完全黑了，李世民下令唐军不必扎营，每人手举一根火把，重新将城池包围—接着骂。这一次唐军搦战与白天不同，由于后队的步兵已经全部抵达，唐军在人数上不输对方，气势上更是占据了压倒性优势。夜间，不断有守城的士兵缒城而下，向唐军投降，唐军由是士气愈发旺盛，从主帅到士兵，万众一心；而薛仁杲困守城中，又无外援，则逐渐沦为四面楚歌的瓮中之鳖。天快亮时，薛仁杲让部将们去点算仍效忠于他的士兵人数，部将们走了一遭，回报他道：“陛下，不但城内的精兵已逃得所剩无几，甚至连百姓也在一夜之间逃亡了大半。”
薛仁杲感慨良久，才悠悠地叹了口气，无奈地流下泪道：“可惜朕在陇西还有十几万大军，等不及他们得到消息前来营救了—传朕的口谕，开城投降吧。”
距离浅水原战役第二回合结束，仅过去短短一日时间，西秦皇帝薛仁杲率城中精兵万余人，百姓五万余口出城向李世民投降，此举也意味着曾经让唐国如临大敌，整体实力与唐国相差无几的西秦政权以猝死的方式彻底灭亡。—这下终于可以设庆功宴了。
庆功宴上，当初劝阻李世民停止进军的窦轨等人纷纷向李世民庆贺，称赞他道：“若非秦王力排众议，即使再用三年，未必能灭秦国。只是属下们想不通，以双方实力而论，我军根本没有任何优势，甚至连攻城的武器都不具备，秦王怎能料定我军可在短期内一举攻克薛仁杲的新都呢？”
李世民道：“昨日浅水原之战，秦军的悍勇有目共睹，我军在那一战中并没重创宗罗睺的军队，如果让他们养成气力，极难剿灭，何况薛仁杲在陇西还拥有大量的领土和军队。本元帅之后仅率两千骑兵对他穷追不舍，不惜身犯险境，又以寡击众，包围城池，为的就是让秦军一时无法看清我军真正的兵力，上下陷入恐惧，同时此举还能隔绝折墌城和陇西之间的联系，让薛仁杲无法请得外援。事实证明，薛仁杲等人果然摄于我军的强大气势，连谋划的机会都没有，就轻易投降了，这就是兵法所说的不能循规蹈矩，应该出奇制胜的道理啊。”