七月初九，薛举突然发起进攻，与唐军在浅水原（陕西咸阳长武县北浅水村一带）大战，唐军惨败，八总管所属士卒死伤大半，大将军慕容罗?、李安远、刘弘基被俘。李世民无奈只得撤还长安，高墌城遂为西秦所占，薛举收殓唐军尸体筑成京观耀武扬威。
这次失利，是唐军入主长安损失最为惨重的一仗，八大总管三人被俘，百战精锐伤亡过半，刘文静、殷开山轻敌擅战难逃其咎。高祖念及二人过往功劳，将他们免去职务，戴罪立功。
好在这一战并没引发连锁反应，关中整体局面未受影响。七月十二日，榆林匪首、永乐王郭子和归降大唐。
八月，薛仁杲进攻宁州（甘肃庆阳市宁县），被刺史胡演击退。郝瑗随即建议薛举，借唐军战败、关中骚动之机，乘胜直取长安。薛举同意了他的意见，正要出兵却身染重疾，进攻长安只得搁浅。
初九，薛举撒手人寰，太子薛仁杲在折墌城（又名薛举城，在今甘肃泾川县东北）继位。
【04】薛仁杲授首
八月十七日，李世民病愈，受命为帅，二征薛仁杲。
九月十二日，薛仁杲包围泾州（甘肃泾川县北）。城中粮食吃尽，守将刘感杀掉自己战马分给士卒，他却只喝马骨汤充饥。眼看城池危在旦夕，长平王李叔良率军增援，进入泾州。
薛仁杲见硬攻无望，便谎称粮尽向南退却，暗地派高墌（又名浅水城，在今陕西咸阳长武县北浅水村）守卒诈降。李叔良不知是计，让刘感率众前往高墌接防。
十三日，刘感到达城下，但见城门紧锁。刘感叩门喊话，城中有人应道：“贼寇已经走了，你们可以翻墙进来。”刘感让士卒放火烧门，城上却猛的倒下几桶水，浇灭了火种。刘感发觉不对，急忙让步兵先撤，自己亲率精兵垫后。
城上接连燃起三次烽火示警，收到信号的薛仁杲率骑兵从南边飞扑而来，在百里镇（甘肃灵台县西）附近一片平川追上刘感。猝不及防的唐军大败溃散，刘感力战不支，被西秦擒获。
薛仁杲随即包围泾州，逼刘感对城内说：“援军已败，你们早点投降。”刘感佯装答应，到了城下却大声喊道：“逆贼已经吃不上饭了，秦王数十万大军即将到达，你们不要担心，好好坚守！”
薛仁杲大怒，让人在城外挖坑，把刘感绑在木桩上，用土埋到膝盖，纵马往返奔驰不断用箭射他。刘感身中数箭，至死骂不绝口。城中唐军无比悲愤，在李叔良率领下拼死力战，得保城池不失。
十八日，陇州（陕西宝鸡市陇县）刺史常达，在宜禄川（陕西咸阳长武县南）伏击薛仁杲军，当场斩杀千余人，为刘感复仇。
薛仁杲即刻发兵攻打陇州，无法攻克。狡猾的薛仁杲再使奸计，让将领仵士政率数百人诈降，混进城内，得到常达信任。二十三日，仵士政趁常达不备将其劫持，大开城门放进薛仁杲。
常达面对残暴的薛仁杲面不改色，但求速死。薛仁杲这次倒是起了敬佩之心，释放了常达。
薛仁杲为人粗暴蛮横，当太子时就与众将不和，等他做了皇帝，众人内心皆不自安，生怕被他找茬杀掉。谋臣郝瑗因哀痛恩主薛举病故，身染重疾无法处理政事，西秦国力逐渐衰微。
十一月初七，秦王李世民到达高墌。
薛仁杲派大将宗罗?出战，数次挑战李世民均坚壁不出。众将纷纷前来请战，李世民说：“我军刚败士气沮丧，敌军大胜势必骄狂，应闭关固守示敌以弱，待其疲敝松懈，可一战而胜。”为防止众将不听号令擅自接敌，李世民严令军中“有胆敢再提出战的，斩！”
两军对峙了六十多天，薛仁杲粮尽，将领梁胡狼率所部归降。
李世民由此得知西秦上下离心，他让行军总管梁实在浅水原设营引诱西秦。宗罗?大喜，集结全部精锐猛攻，梁实据险固守。营中缺水，人马断水数天。宗罗?进攻愈发猛烈，李世民判断敌军已疲，决意出战。
天色将亮，唐将庞玉列阵浅水原，宗罗?率军进击，庞玉全力迎战，两军胶着混战，嘶吼、惨叫、兵刃撞击、战马悲鸣，种种声响混杂在一起，响彻云天。
突然，一支唐军从北侧出其不意杀来，宗罗?回军抵挡。但见李世民手执两柄长刀，率数十骑兵冲在队伍最前方，如同一支锋利的箭矢楔入西秦阵营。唐军里外呼应，人人奋勇，杀声动地。西秦军彻底崩溃，四散奔逃，被斩首数千级。
李世民率两千骑兵穷追不舍，窦轨担心有失，拦在秦王马前苦苦劝谏穷寇勿追。李世民答：“眼下势如破竹，机不可失，舅舅但请放心！”窦轨不好多说，只得拨马让路，紧跟在李世民身后。
薛仁杲于城下列阵，与李世民两千骑兵隔泾水（渭河支流，全长九百余里，流经长武、彬县等地）对峙。西秦军经此一战早已胆寒，将领浑干等数人在阵前叛逃唐军。残忍狡诈的薛仁杲这次是真怕了，引军入城固守。
太阳快要落山时，唐军主力相继赶到，包围了城池。
夜半，守城士卒争相出城投降，薛仁杲无计可施，只得出降。万余陇右精兵，连同五万百姓一并归唐。
打了大胜仗，一扫三个月前的浅水原之辱，大家都很高兴，互相庆祝。有人向李世民请教：“大王您一战而胜，舍弃步兵，又不携带任何攻城器具，轻骑直奔城下。大家都认为无法攻克，您取顺利夺占，这是为什么？”
李世民答：“宗罗?等都是陇外人，将领骁勇、士卒凶悍。我出其不意的打败他们，杀伤却并不多。如果动作迟缓，让他们进入城内，薛仁杲率领他们据城固守，我们就很难攻克。我们乘胜急进，不给他们喘息之机，他们只有逃归陇外。折墌城防空虎，薛仁杲胆破心惊，无暇思量，所以我才能够打败他。”听完李世民的话，众将心悦诚服。
李世民将所得降卒放心交由薛仁杲、薛仁越兄弟，以及宗罗?、翟长孙等统带，和他们共同射猎，毫无疑忌。西秦将领彻底被李世民的魅力折服，甘愿为他效死。李世民听说过褚亮大名，将他邀入麾下。
李渊派使者向李世民交待：“薛举父子残杀我军将士，你要杀尽他们用以告慰冤魂。”瓦岗寨前首领李密劝谏道：“薛举滥杀无辜，所以才招致灭亡。陛下又何必怨恨，已经归顺的人民需要好好安抚。”
李渊这才收回成命，令李世民只杀首恶之徒，其余全部赦免。
李渊派李密到彬州迎接李世民，李密自恃曾坐拥百万大军，谁都瞧不起，甚至在李渊面前都脸有傲色。但当见到挺拔英武的李世民，不禁内心折服，私下对殷开山说：“这真是雄主啊，不是像他这样的人，怎能平定祸乱！”
十一月二十二日，秦王李世民凯旋而归。
薛仁杲、仵士政被斩于闹市，追赠刘感为平原郡公，谥号忠壮。因功恢复了刘文静、殷开山职务。
李渊大宴参战将士，告诫群臣说：“我李渊靠大家共同拥戴，得以成就帝业。如果天下太平，我们可共保富贵。倘若让王世充得志，大家全都性命难保！薛仁杲君臣覆亡，就是我们的最好镜鉴！”