至九月，凤翔义军首领孙华及士门义军首领白玄度各自率数千兵前来相投，并送上数十舟船。李渊即命孙华和统军王长谐和刘宏基引导指挥军士过河。屈突通令河东将领武牙桑显河率六千精兵星夜兼程突袭过河的李渊军，旋即李渊军大败，力不能支，死伤颇重；王长谐与刘宏基率军力战方守住津渡。李世民率精锐骑兵数百人奔袭到桑显河军背后，率军掩杀致使隋军自乱溃散，前线动摇，王、刘二将率军趁势进击敌军，隋军两面受敌，渐不能支，隋军旋即引军而还。不久凤翔郡守使者至，凤翔郡守萧造率凤翔郡文武降唐军。
经历守津之战，唐军加紧渡河，在李渊的协调指挥下各部有序渡河赶路。大业十三年九月上旬终于抵达河东城防体系之外。河东是北方自太原以外又一军事重镇，连接隋东京洛阳和西京长安的咽喉要道。城池高大坚深，城池防御体系完善，又有隋廷悍将屈突通坐镇指挥，可谓坚城。唐军的战略攻略河东，随即出关东，争霸中原。奈何唐军劝降利诱等诸多策略此刻全无用处，李渊甚至利用自身影响力和特殊手腕在防卫严密的河东城中联络到愿意助李家一臂之力的世家勋贵乃至城门将校，但不久就失去联络，不知下落。隋河东城的守卫严密，令李渊几乎动用战争以外一切手段皆无用功，几乎除了战争已经别无他途。在经过与建成、世民、裴寂、刘文静等众人及从各地召集而来的诸多姻亲故旧和家族年轻后辈反复商讨过后，众人皆已经无计可施，遂不得已决议攻城。
开始攻城唐军便遇到强势阻挠，在李渊的政治手腕斡旋下从关中、蜀中调集的军粮和器械兵马逐渐汇聚在河东城下，当唐军已经进兵到河东城下的消息逐渐传至后方诸多州县，从太原到河东前线的粮草器械人马输送渠道又再次打开，唐军虽战力依旧堪忧，死伤甚重，但是在各方的源源不断的资源供给下始终没有再次崩溃。不过经过十余日的反复冲杀，太原城的防御体系依然固若磐石，没有丝毫崩坏的迹象，而唐军也已经死伤数千，无力继续攻河东坚城，不得已只能停止攻城修整补充，等待唐军高层的商议结果。
唐军高层经过数次讨论，终于下定决心放弃对河东城的攻势，只留少许部队牵制隋军，唐军转向进军关中。
在此之前唐军不是没有想过进军关中，关中历经数百年战乱，随后经历隋廷几十年的生产恢复，大业年间征伐高句丽，关中几乎竭泽而渔，随即便迎来猛烈的大起义，因太靠近隋帝国统治核心旋即被剿灭，世家豪门趁机做大，实力愈发强盛。好在隋廷在此基础比之各地也更为薄弱，虽坚城较多，重兵云集，但大都由北周延续至隋的武将世家和门阀世家把持，与李家渊源颇深，可谓同气连枝，姻亲故旧遍地。只要李家肯进兵关中，立刻就能群起响应，一鼓而下也不过如此。正因李渊深处这些世家豪门之间，故而深知与这些人合作与虎谋皮无异了。相对李渊集团，他们的筹码并不弱多少，故而李渊需要让渡的利益不可谓不多。对于立志一统天下，做真正的至尊之位的贵族而言，李渊更希望依靠实力一步一步走到那个位置，而不是成为像隋一样处处妥协，处处让渡的朝廷。故而李渊更渴望拿下关东，一步一步打出去，与天下义军争夺天下，随后再与关中诸虎好好商量，此时李家需要让渡的利益会更小；实力越强劲李家越能拿到最大的利益，李家治理天下越是得心应手，掣肘更少。