即便后来李勣在魏徵的劝说下也投了李唐，作为李勣好朋友的单雄信还是没有动心，他对王世充的忠心可想而知。作为王世充麾下的得力大将，单雄信一直是冲在最前面的，且一直坚持到了最后，他甚至差点伤到了李世民。
单雄信自从跟了王世充之后就不曾有离开的想法，一直战斗到了最后，如果不是王世充开城门投降，单雄信或许会战死。王世充一投降，就有了单雄信的被杀，《资治通鉴》记载：
"收世充之党罪尤大者段达、王隆、崔洪丹、薛德音、杨汪、孟孝义、单雄信、杨公卿、郭什柱、郭士衡、董睿、张童儿、王德仁、硃粲、郭善才等十馀人斩于洛水之上。"
两唐书和《资治通鉴》中的记载差不多，和单雄信一起被处死的还有十余人，都是王世充麾下的得力干将，一直对王世充不离不弃，并且出力很大。这些人是必然要被处死的，即便求情也没有用。
