留守长安城内的刑部尚书、兼任京兆内史卫文升年事已高，听说李渊的大军正朝长安开来，又是害怕又是担心，一病不起，不问事务，只有左翊卫将军阴世师和京兆郡丞骨仪保护着代王杨侑固守长安。
九月二十一日，李渊前往蒲津视察。二十二日，又从临晋南渡渭河，来到永丰仓犒赏军队，开仓赈济饥民。二十三日，他回到了长春宫。二十四日，又率领大军移驻冯翊（今陕西省大荔县）。
李世民所到之处，百姓和变民军纷纷归降，人数很快就增至九万，在泾阳立下大营。当初，平凉郡（今宁夏自治区固原市）的数万奴贼包围了扶风（今陕西省凤翔县）太守窦肩奶眯值埽蹲手瓮匪凳邱肩奶弥叮砦螅旅挥泄ハ拢艟赋跃５笔保鹗氲艿芮鹦泄в幸煌虿恐冢叹嵩卩d城（今陕西省眉县），奴贼找不到吃的，部众离散，有一千多骑兵前来投靠丘师利、丘行恭兄弟。丘师利命丘行恭率领五百人携带米面、酒肉前去奴贼的大营，奴贼头领白瑜娑亲自拜谢，丘行恭手起刀落，将其人头砍下，对众人说道：“你们都是好人，为何要侍奉奴才、让天下说你们是奴贼？”众人全都跪在地上，说道：“情愿改投大人门下。”丘行恭遂率领这些人与哥哥丘师利一起归顺了李世民，李世民任命丘行恭为光禄大夫。丘行恭武艺绝伦，精于骑射，自此成为李世民手下的一员猛将。隰城（今山西省汾阳市）尉房玄龄，名乔，字玄龄，是房彦谦的儿子；他长了一双与众不同的细眼睛，年幼之时，有人就曾对其父说，这个细眼奴如果不立下忠诚之志，就必定会当一个乱贼；如果辅佐帝王，就会成为儒家宗师（见《龙城録》）。李世民在渭北时，房玄龄也来拜见李世民，温彦博也向李世民推荐了他。李世民与他一见如故，任命为记室参军，把他当作自己的心腹谋士。房玄龄也觉得遇到了知己，竭尽全力辅佐李世民，知无不言，言无不尽；每次消灭敌人，其他人都竞相夺取财物，唯独房玄龄先把人才搜罗到李世民的麾下。
七十一、攻克长安
李渊命令刘弘基、殷开山分别率军西进，夺取扶风。
当时，关中还有很多股变民军，殷开山前去招抚，均纷纷归附，刘弘基和殷开山的军队人数很快增至六万，于是，二人率军南渡渭河，进驻长安故城（汉魏时的长安城）。刘弘基、殷开山在金光门（大兴城正西门）前耀武扬威，城内派军出战，二人迎击，将隋军击败，生擒一千多人，缴获数百匹战马。
李世民率军经过司竹园，李仲文、何潘仁、向善志等人均率众归降，而后，李世民又一直挺进到阿城（长安以西）。李世民所部已有十三万大军，军纪严整，秋毫无犯。
九月二十七日，李世民派人来到冯翊，请示李渊赶赴长安的日期。这时，李渊见李世民等人已经扫清了长安外围，再也不用担心会出现被敌前后夹击的危险了，他说道：“屈突通既不能东还，亦无力西进，在此观察我的成败，以决定下一步的行动，他已不足为虑了！”于是，命令李建成挑选永丰仓的精兵从新丰（今陕西省临潼区）直出长乐宫（汉魏长安城的东南角），李世民率领新归附的各军进驻长安故城待命。此时，延安（今陕西省延安市）、上郡（今陕西省富县）、雕阴（今陕西省绥德县）也都归顺了李渊。
九月二十八日，李渊率军离开冯翊西进，大军所到之处，将隋朝的离宫、园林全部还给百姓，把宫女送还他们的亲属。李渊自己在渡河以后一直滞留在朝邑、冯翊，并以李建成所部监视屈突通，令其不敢轻举妄动，而令李世民一路西去，收编关中义军，与李世民的策略相比，李渊的这一策略才是更胜一筹的万全之策。
十月四日，李渊抵达了长安，将大本营设在春明门（长安东面中间大门）的西北。此时，长安城近郊的李渊大军人数已高达二十余万。但一开始李渊还寄希望于不战而拿下长安，因此，在他刚刚来到长安时，并没有下令包围长安城，他下令各军依次扎营，不得擅自闯入村落扰民；又屡屡派人来到城下说服卫玄等人，表明自己仍要尊奉隋王朝的态度，但卫玄等人不予答复。众将纷纷请求立即包围长安，但李渊却犹豫再三。
十月十四日，李渊下令各军开始包围长安城。长安东面、南面由李建成负责，北面、西面由李世民负责。此时，隋军已经弃守长安外郭城，李渊进攻的主要是长安宫城和皇城。包围长安城后，关中变民军头领们觉得自己没有立功，遂纷纷率领本部人马就要攻城，十七日，李渊得知后从春明门火速迁居安兴门（长安东面最南门）外的安兴坊，以弹压各军。
各军竞相制造攻城器械，但李渊仍然没有下令攻城。李建成、李世民以及文武官员们一起劝谏道：“自从太原起兵以来，义军所到之处未曾停留，长驱直入关中，也几乎没有碰到攻不下来的城池。如今我军进抵京师，不早早攻下城池，不仅会招致敌人，而且还挫伤兵锋；另外，我们担心刚归附的人会轻视太原之兵，这非常危险，请速速决断！”在这种情况下，十月二十七日，李渊下令各军开始攻城，约定：“不得侵犯隋朝宗庙、代王以及隋朝宗室，违命者灭三族！”孙华在战斗中被流箭射杀（极有可能是因为孙华对李渊的命令不满而被暗害）。各军纷纷制造云梯、吊楼，京师附近的木材被砍伐殆尽。
十一月九日，在经过十几天的猛攻后，军头雷永吉终于在这一天第一个爬上了长安城墙，李渊大军遂攻克了长安城。