王世充回去后，解去衷甲，露出小衣（以示他并未穿衷甲），并向群臣炫夸："王怀文以长槊刺我而不能伤，这就是我们常说的天命吧"。王世充此举对信奉鬼神的楚人部众显然无疑于打了一针强心剂，其鼓舞人心的作用是不言而喻的。群属们纷纷相信他就是神的化身，刀枪不入，大难不死，必有后福，因此增强了坚守城池的决心。
从二月十五日起，唐军开始四面攻城，昼夜不息。城中守卫甚严。唐军攻城之大炮飞石重五十斤，能掷二百步远。八弓弩箭尾如车轮，箭头如巨斧，能射五百步。但在如此猛烈的攻击程度下，半个多月过后，洛阳居然还是没有攻下。唐军将士遂疲惫思归，总管刘宏基等呈请班师。李世民否决了他的建议："我们大举前来，正当一劳永逸。现在郑国诸州已经望风降服，唯剩洛阳一座孤城，而且指日可下。我们为何要放弃"。于是下令军中"洛阳未破，师必不还。再有上言班师者斩"。
再过两个月，李世民于虎牢关生擒窦建德，将窦建德带至洛阳城下，王世充看见，顿时希望破灭，与窦建德相对而语，数次凝噎。五月初十，王世充身穿白衣率领太子群臣两千余人到军门投降。李世民以军礼相见，王世充俯伏流汗。李世民说："你常与人说我还是个孩子，现在见了我这个孩子，为何如此恭敬呢"。王世充顿首谢罪。
