李渊考虑了一下说：“不分昼夜攻城，若短时间不能成功，对将士们的心理折磨很大。像李密围攻洛阳二年，毫无突破。若放在我们这里，岂不将士离心，人走一空！”
“守城隋军痛恨隋炀帝暴政，畏我义军善战，其士气必然低落。我军不舍昼夜，轮番进攻，受折磨的首先是他们。”
“若短时间不能取胜又当如何？”
李世民满有把握地说：“我料多则半月，少则十天，必破长安。决不会如李密那样，在洛阳外围耗了两年。”
李渊拿不定主意，又召来左右谋士商议一下。大家也认为二公子说得有理，长安军备充足，利于快攻，慢了只会对我方不利。最后，李渊拍板，决定采纳李世民的计策。
当夜，部队在漫天大雪中继续攻城，一副不达目的誓不罢休的气概。守城的隋军没有料到这一招，仓促之间，没做部队轮换，在城西险些被破城。
攻城继续激烈地进行，李军战死者，皆有厚恤，有亲属者皆赠散官，将士们争相效命，不怕流血牺牲，奋力攻城。
激战持续到第十二天，情况极为惨烈，双方都为此付出了极大的牺牲，心理承受力又仿佛都到了极点。下午，军头雷永吉率领敢死队在城南率先登城。刀砍枪刺，全力杀散守城隋军，占领了城头一隅，后续登城部队没有了威胁，即蜂拥而上，把隋军赶下了城墙。南城门首先被打开，吊桥放下，早已期待已久的精锐骑兵，飞马冲进城中。
阴世师、骨仪等人率隋军与李氏军展开巷战，但很快地被打垮，隋军见城池一破，兵无战心，纷纷化装躲避或投降，长安四洞开，李氏军蜂拥而入。
雷永吉抢一匹战马，带领部下向代王杨侑所在的东宫冲去。代王的左右侍从及护卫亲兵，听说李氏军攻进城，谁也不愿卖命去保卫一个十三岁的毛孩子，纷纷丢弃铠甲，换上便服，逃得无影无踪。雷永吉率兵踏着满地丢弃的枪刀铠甲，径直冲上大殿。御阶上代王杨侑吓得小脸煞白，坐在龙椅上，抖成一团，旁边惟有一个人挺身站在他旁边。
杀红了眼的李氏军举着滴血的钢刀，在这金碧辉煌的大殿里迟迟疑疑，试试探探往前拥，一念之下，好像稍有点响动，就会把代王杨侑剁成肉泥。站在杨侑旁边的那个人神色不变，丝毫没有畏惧，他厉声喝道：
“唐公举义兵到此，本为匡辅帝室，谁敢无礼，必将灭其九族！”众将士闻言，皆愕然停下脚步，不敢向前。雷永吉晃着刀问：“你是谁？”
“我乃太子侍读姚思廉，你速速约兵退出殿外。”
“什么破侍读，给我绑起来！”雷永吉叫道。
手下人闻令，作势就要往上冲。但大殿门口却传来一声断喝：“不得无礼！”
随即冲进来上百个亲兵侍卫，把雷永吉的兵士赶出殿外。雷永吉见是大将军李渊到了，忙上前施礼，欲介绍情况。李渊忙推开他，冲宝座上的杨侑施礼道：“臣李渊参见代王！”杨侑吓得连眼也不敢看李渊，只是缩在那里簌簌发抖。姚思廉拱手向李渊道：
“请唐公负责代王的安全。”
李渊点点头，说：“乱兵之中，尚无秩序，请代王到大兴殿后厅暂居，我派我的卫队来保护您。”
代王哭哭啼啼，早没了主意，姚思廉也别无办法，只得搀扶起代王，在李渊卫兵的簇拥下，去往大兴殿后厅。李渊毕恭毕敬，亲自把代王送至顺阳阁下，又叮嘱亲兵好好看护代王，方跪地叩拜，洒泪而去。
李世民的主力部队迅速控制了宫城一带，负隅顽抗的敌将阴世师、骨仪等人被生擒活捉。
安排好城防巡逻，宫殿警卫等工作后，李世民领亲随护卫飞马赶到长乐宫中军驻地，向父帅汇报工作，并确定下一步行动。攻下长安，立代王侑为皇帝，挟天子而令诸侯，为最终夺取帝位，打下了厚实的基础。从五月太原起兵，到十一月攻下皇都长安，从起兵时的万余人发展到现在的二十万大军，短短的半年时间，形势的发展竟如此出奇的顺利，仿佛离皇帝宝座只有一步之遥。这些让李渊即高兴又惶恐。见李世民来到，忙招呼他坐下，问：
“现在长安军民的情绪怎么样？”
“战斗刚刚结束，正在收拾残局。由于事先晓谕三军，不准扰乱隋室、侵犯百姓。长安市内，百姓人等对义军的到来表现平静。”
“你觉得下一步首先要做的工作是什么？马上扶代王登基？”李渊又问儿子，二郎年纪虽轻，但精明强干，在许多重大的战略部署上，很有主见，给李渊留下了很深的印象。
“第一步首先出安民告示，与民约法三章，尽除隋朝苛政。新军入城，首先要出新气象，让百姓认定我李氏军是仁义之师，然后再具法驾迎代王即位。”
“好！”李渊看着儿子，高兴地说：“京城的防务、治安安民等问题都交给你，再说你手下的能人也多，办事都是行家里手。”
“父帅！”李世民拱手道，“阴世师、骨仪、丘师利等十余名隋将死心塌地，抵拒义师，请下令立即斩首，其余人等可用安抚的政策，既往不咎。”李渊点点头，说：
“京师刚刚攻下，工作头绪繁杂，你先忙你的吧，这事由我来处理。”
李世民走后，李渊命人把阴世师等人提来。当面问过，遂以“贪婪苛酷，阻拒义师”之罪，命人把阴世师等十余人推出辕门外，斩首示众，其余俘虏之众，悉令释放。裴寂却记起一个人来，对李渊说：