人数上虽还有不少，但经过与宇文化及的大战，主力元气大伤。王世充这面军队准备充足，现下粮食也不短缺，没了后顾之忧。于是趁着李密没有严密防备，先派一支骑兵埋伏在李密军驻扎地附近的山谷中，随后发动了进攻。
为进一步鼓舞士气，打击对手，王世充积极调动了各方资源。巫婆神汉都相继粉墨登场，有的从正方角度，说：“我乃周公姬旦是也，特来帮助你们讨伐李密。”有的则从反方角度，说：“周公和玉帝、阎王、如来等等有命，赶快去攻击李密，必有大功；否则，大家都要得瘟疫！”别说，大家还真信，对这场战争的前景一致看好，士气高涨。
每次看到这一段，我就仿佛看见一段无厘头的场景：本该是整齐划一的军营中，几个披头散发的男男女女口吐白沫，念念有词，疯疯癫癫的说说跳跳抖抖，围观的士兵们则一脸虔诚地看着“大仙”们，嘴里跟着哼哼唧唧。
除了借力于超自然领域，王世充不知从哪还找来了一个长得很像李密的家伙。战斗打响后不久，就把那人捆成个粽子在阵前押过，很快军中便传开：“已经抓住李密了！”
由于古代通讯手段的落后，李密军短期内无法辨别消息的真假，更挡不住感觉老天都站在我这边的隋军，大败。溃不成军的李密只好带领残部回到洛口。
人心散了的队伍是不好带的，大家都觉得前途暗淡，李密也是束手无策。万般无奈之下，猛然想到同姓同宗的李渊与自己关系倒还不错，而且亲戚刘文静也能帮着说上话，于是带着愿意前往的部下西入潼关。
进入李渊的地盘后，长安方面不断派出使节欢迎和接待，态度极为热情。
李密大喜，认为此去必定大有可为，而且他一直认为自己在东都吸引了隋军大量的兵力，直接给李渊起兵提供了帮助，功劳大大的，这回进京肯定能捞个宰相之类的官职当当。
不料进了城之后，李渊只封了他个光禄勋（负责宫廷饮食，算是皇家大酒店总经理）、上柱国（过去曾是个大官，但现在只是个荣誉职位，没有实权）、邢国公。另赏美女（美丑有待进一步考证）一人 李渊的表妹、大唐独孤公主。
虽然物质待遇还算优厚，但唐政府的官员们普遍认为李密不过是走投无路才来投奔，与丧家犬无异，因此大多对其表示轻蔑，更有甚者，一些高官直接向他索贿。李密只能打破牙齿往嘴里吞，心情十分郁闷。
没过多久，李渊听说李密原先的部下大都不肯归附王世充，觉得可以收为己用，准备派李密前去招抚，收为己用。了解这个情况后，李密也合计了一下，打算收拢完旧部后有可能的话便自立山头，不再回来了。于是，便拍胸脯保证说绝对不辜负皇上期望，定要生擒那王世充。
自古用人不疑，疑人不用。可惜李渊没能做到这一点。
李密走后，李渊听信了他人进言，又开始担心他背叛，下令速召他回京。圣旨到时，李密刚走到桃林县。由于本来心里就不那么纯洁，担心自己的小算盘已被看破，回去便要砍头，索性一不做，二不休，逮捕传令使者，突袭桃林县。
要说李密到底是个人才，攻城手段十分高明：他先是派人去通报县令，说自己是奉旨到此，现在皇上急招我回京，但身边带着一干小老婆和丫头，希望能让她们进城休息休息。
估计县太爷也是一边嘲笑李密的好色一边羡慕他的艳福一边漫不经心地就同意了。嗬，李密的小老婆和丫头还真是不少，足足数千个女人半遮半掩地就进了城。这边县太爷还没回过味来呢，那边一声令下，刚刚那几千个娇滴滴的女人顷刻间变成了几千条大汉，从裙子下面抽出兵器便四处杀人。
占据县城后，李密继续引兵东进，准备前往伊州，与旧部张善会合，再进一步召唤昔日旧部。唐政府行军总管盛彦师识破了李密的意图，抢先在他的必经之路熊耳山设下埋伏，措手不及的李密被斩杀于乱军之中。就此一位曾经呼风唤雨的人物就此谢幕。
对于李密，史书最后给了他十六个字的评价：乌阳既升，爝火不息。狂哉李密，始乱
