就在李隱藉着平定離石郡的稽胡叛亂的機會，暗中施展手段增加自己在太原道的實力之時，中原的大戰仍在進行得如火如荼。
李密與王世充作戰之地，爲今河南之地的各郡縣，要地爲偃師城、偃月城、金鏞城、北邙山、洛水以及東都洛陽的西苑等地。李密的作戰目標爲洛陽，而王世充的作戰目標則爲回洛倉與洛口倉，其中，洛口倉爲李密軍的根本所在。
自從王世充自江都救援東都之後，與李密大戰有三場，小站數十場，都是敗多贏少，特別是大戰的那三場，雙方兵馬投入各有十多萬，但最終都是以王世充的慘敗而告終。
不過王世充意志卻十分的堅定，屢敗屢戰，至今仍未讓洛陽陷於李密之手。
三月十日，王世充在獲得東都兵馬，補充了兵力，又休整了數月後，便又打算與李密進行第四次大規模的會戰了。
十三日，王世充突然出擊，在洛北打敗了李密了一支八千餘人的部隊，小勝一場，然後便駐紮在鞏縣北面，臨洛水佈置兵力，並偷入偃月城，與李密軍隔水相望。
李密見王世充此次主動出擊，士氣甚高，便築長城、掘地塹周圍七十餘里，打算先固守一段時間，待王世充軍的士氣稍有回落再行出戰，李密兵鋒雖強，但與敵作戰，從不缺乏必要的耐心。
李密耗得起，王世充可耗不起，他所率軍隊的士氣，是他花費了許多金錢、女人，再加上種種承諾，纔好不容易鼓舞起來的，如不能取得勝利，時間久了士氣必然會回落。
十五日，王世充命令各軍分別搭設浮橋，渡洛水向李密進攻，並下令先搭好橋的軍隊先攻擊，而王世充自己，也與虎賁郎將王辯等人，於洛口倉北面，偷偷渡過洛水，到達南岸。
十六日，王辯率先攻李密位於石窟寺東柵，王辯乃河北名將，所部將士都是精銳之兵，又偷渡洛水而來，李密軍一時抵擋不住，開始敗退。王世充軍亦攻破李密軍外柵，遂進逼洛口倉倉城之下。
但此時，王世充各軍因渡洛水者前後不一致，因着王辯與王世充的勝利，諸軍雖都渡過了洛水，但情形有些混亂不堪。
李密見此，從中看到了扭轉戰局的戰機，於是精選銳卒數百人，分爲三隊出城，衝擊陣型混亂的那些王世充軍隊，而李密則親率大軍緊隨在後。
王世充軍隊遭受到李密數百精選銳卒的襲擊後，本就有些混亂的前軍立即敗卻，後軍亦隨之大亂，遂致全軍大敗，因爭橋渡河而溺死的大半。
王世充諸軍大敗之時，虎賁郎將王辯已率軍突破到了李密軍的外層營牆，李密軍營之中一片驚恐混亂，眼看就要潰敗，連李密也慌了神。可王世充並不瞭解這一情況，於是吹響號角收兵。
李密乘機帶領敢死者反攻，王辯軍在進退失措之際大敗，王辯本人也陣亡在其中，洛北各軍於是全線崩潰。
這一戰，隋軍可謂是傷亡慘重，虎賁郎將王辯、霍世舉、劉長恭、樑德重、董志通等將帥，皆死於非命，王世充僅與數百騎敗奔大通城（大通城具體在何地已失考，疑似在孟津縣西）。
之後，王世充收攏潰兵，得萬餘人。
但是，屋漏偏逢連夜雨，當天晚上，風狂雨冷，士兵趟水渾身上下都打溼了，而這天夜晚又極其寒冷，所以凍死的又數以萬計，所以第二天後，王世充身邊的人僅剩幾千餘人，狼狽之極。
王世充綁縛自己到附近府衙投獄請求治罪。越王楊侗派人赦免了王世充，召他回東都，賜給他金錢錦緞美女安慰他。王世充再次召集逃散的舊部，得一萬多人，駐紮於含嘉城（含嘉城在洛陽城北），不敢再出戰。
李密乘勝進據金墉城，修復城門堞、房屋，住在城內。金墉城在洛陽的東邊，邙山南麓，距洛陽僅八十里，李密大軍戰鼓的聲音能由此傳到東都，使得官吏百姓常常驚醒。
不久，李密擁兵三十萬，在北邙列戰陣，南邊逼近東都上春門。
十九日，隋金紫光祿大夫段達、民部尚書韋津領兵抵禦李密，段達一見李密軍勢強盛，心中害怕，於是竟撇下大部隊率先往東都逃去了，李密縱兵追擊，一臉懵逼的隋軍隨即潰敗，民部尚書韋津死。
於是隋偃師、柏谷及河陽都尉獨孤武都、檢校河內郡丞柳燮、職方郎柳續等各自率領部下投降了李密。
連續兩次大敗隋軍之後，李密的聲威，更爲顯赫了。
鑑於李密此時浩大的聲勢，尊李密爲主的各方勢力，如竇建德、朱粲、孟海公、徐圓朗等都派人奉表勸李密稱帝，李密屬下裴仁基等也上表請正位號。
但李密卻一口拒絕了，他回答道：“東都一日未攻克，稱帝之事勿要再提。”
李密有着屬於他的驕傲，他不願像那些阿貓阿狗那樣，隨便找個地就登基稱帝，他李密若是稱帝，必要在隋朝的都城之中，這纔算是真正的取隋而代之。
這時，東都缺糧，隋太府卿元文都等人召募守城人，不吃公糧的進散官二品，這一來，手持象牙笏板上朝的商人，不計其數。
李密既知東都缺糧困境，便不願強攻，繼續圍困洛陽，企圖通過糧食拖垮洛陽的軍隊。
隨後，李密派房彥藻、鄭頲等人東行出黎陽，分別招慰各州縣，以增強己方實力。又以樑郡太守楊汪爲上柱國、宋州總管，給楊汪的親筆信寫道：“過去我在雍丘曾遭您追捕，古人射鉤斬袂的不計前嫌，我願仿效之！”
楊汪於是也派人與李密聯繫，李密對其極盡籠絡，羈縻待之。
房彥藻致書竇建德，請他來見李密，竇建德覆信雖然言辭很謙卑、禮數很周全，但推託羅藝南下，請求守北邊，不見李密。
然而，房彥藻回程走到衛州時，卻被賊帥王德仁截殺了。王德仁有數萬人，佔據林慮山，四處搶劫，是幾個州縣的禍患，李密雖對其大恨，但一時間卻無法兼顧。