攻克汾阳宫是刘武周第一个大胜利，其意义非同小可。汾阳宫是杨广的行宫之一，代表皇帝的尊严，宫内的美女更是皇帝名义上的妾侍，绝对不能得罪，像李渊之所以造反就有一部分原因是监守自盗了晋阳宫的美女怕杨广追究。刘武周居然占领了皇帝的整个行宫，甚至将皇帝的女人当礼物送给了突厥，这从任何角度看都是对隋朝的大不敬，也是用行动向突厥表示了高度的效忠。始毕可汗大喜之下，立刘武周为定扬可汗（当时杨广正巡幸扬州，号称定扬应该是针对杨广），赐狼头纛。突厥人以狼为自己的象征，送刘武周狼头纛那是表示拿他当自己人了。受此鼓舞，刘武周意气风发，索性就自称皇帝，以示“定扬”之决心。
这时刘的地盘还只有马邑、楼烦两郡，当然不够皇帝的排场，于是刘努力扩大地盘，全力进攻雁门郡。陈孝意坚守雁门（雁门郡有城41座，雁门城是郡称），拒不投降。雁门城防坚固，易守难攻，当年始毕可汗曾亲自领军将杨广围困于雁门，猛攻31天，雁门城始终岿然不动，最后隋朝勤王兵马赶到，突厥不得不主动撤退。面对如此坚城，刘武周也无可奈何，陈孝意又不时主动出击，倒让刘武周吃了几次败仗。不过主动权始终还是在刘武周手中，刘也不强攻，只将城紧紧包围，意图困死雁门守军。陈孝意多次派人突围求救，但皇帝远在江都，陈的上级李渊又心怀叵测，根本没人理他。围困一百余天后，雁门终于粮尽，陈孝意本人是绝对的忠臣，誓死守土，但他的部下们并不都愿意随他殉国，眼看粮尽援绝，大家杀了陈孝意，开城投降。
为了进一步表示对刘武周的支持，同时也为了表彰刘的成就，始毕可汗封刘为定扬天子。所谓天子竟然要靠别人来封，实在有些不伦不类，更有趣的是，突厥还同时封了前来投靠的梁师都为鲜事天子，郭子和为平扬天子。大概突厥不了解汉语天子的含义，以为只是个高级职称，不过刘武周应该是了解的，但突厥要这么封，难道他能拒绝？
刘武周造反的地方是李渊的地头，李渊是杨广任命的太原留守，掌管太原、雁门、马邑、楼烦、西河五郡，如今五郡被刘武周夺了三个，按理说最该前来镇压的就是李渊。不过这李渊也不是什么忠良之辈，刘武周起兵后不久，李渊在太原造反，发兵进攻隋朝首都长安。另外还有薛举在金城、李轨在武威分别起兵，关西局势一片混乱。由于大家都各自忙于整顿领地，倒也没人来干涉刘武周的小朝廷，刘也不主动出击，只是静观其变。随后，薛举、李轨和李渊发生冲突，三方相互攻杀，由于李世民的奋战，薛举势力于武德元年十一月被消灭，李轨势力于武德二年五月被消灭，关西的地盘基本已全部纳入李家。
自从李渊起兵，刘武周势力就一直在李渊背后虎视眈眈，李渊即便在与薛举决战时都不得不安排重兵在太原防备刘武周，等到李渊终于消灭了薛举、李轨两个对手，下一个目标自然就是刘武周了。不过这时的刘武周也早就不是刚起兵时的区区万余人马，称得上兵强将勇，其势力足以与李家抗衡。刘武周比较烦恼的是他的主要部将都是当年的马邑土豪，没什么高级军事人才，这个烦恼也终于在武德元年年底得到了解决，有大将之才的宋金刚投靠了刘武周。
宋金刚原是河北的一支起义军领袖，部下有万余人。当时河北最大的两支势力是窦建德和魏刀儿，宋是魏刀儿的结义兄弟，自然属于魏的势力。武德元年（618年）十一月，窦建德和魏刀儿终于因一山不容二虎而发生火并，窦假装结盟麻痹住魏，然后突然袭击将魏擒杀。宋金刚得知结义兄弟遭窦建德偷袭，立即起兵去救，但到达时魏已战败身亡，宋部反而被窦部击败，只余四千人逃走。窦建德欣赏宋金刚的人才，派人前往招降，结果宋金刚心痛结义兄弟之死，坚决不降，把使者痛骂一顿赶走了。宋的余部也都不肯投降窦建德，于是宋带了这四千人向西投靠了刘武周。
