没走多远，高庶城门突然大开，上万人马冲将出来。刘感领兵奋力杀敌，且战且退，至百里细川，突然伏兵四起，薛仁杲亲率主力部队杀来。唐军的数千人马不及反应被击溃，将军刘感矢尽被敌生擒。
薛仁杲押着刘感，指挥大军重又把泾州围住，并勒令刘感前去喊话劝降。
刘感应允，至泾州城下，向城中大呼道：
“逆贼饥馁，亡在旦夕，秦王率数十万众，定会全歼敌人！”
薛仁杲见状大怒，叫人在城边挖坑，将刘感活埋至膝，而后亲自骑马射杀，刘感大声斥责，英勇就义。
九月十八日，策应李世民的陇州刺史常达，在宜禄川一带，袭击西秦军，斩首千余级。薛仁杲故伎重演，派部将仵士政率领数百精兵诈降。蒙在鼓里的常达欣然接纳，加以抚慰。二十三日，忤士政乘常达不备，率降兵乘机劫持常达，迫使二千多唐军投降。常达见到薛仁杲，威武不屈，拒不投降。薛仁杲为了表现自己的皇帝风度，将常达赞扬一番，当场释放。
为了支持李世民作战，李渊派从子襄武公李琛、太常卿郑元再一次出使突厥，带去大量的金银财宝和美丽的中原歌妓，以巩固与突厥的外交关系。
双方再一次达成协议，突厥决不支持西秦。
十一月初，西秦军粮草将尽，后勤供应又屡遭唐军的袭击，士兵每日两餐还吃不饱，士气开始低落。部将梁胡郎见前途渺茫，率部投降唐军。李世民知道决战的时机已经成熟，亲自率领刘文静等人出营勘查地形，拟定战斗方案。
早已过去了盛夏里最艰难的日子，如今已初冬山坡上充盈着金色和黄色。老树光秃秃的，忧郁地站着，一阵风吹过，经霜的最后的树叶，纷纷脱离树枝，一片跟一片向山沟下翻滚。望着远处的敌营，李世民笑着问丘行恭他们：
“两个月的蛰伏不出，你们憋坏了吧？”
“可不！”丘行恭捋了捋胳膊，“随王爷大小仗也打了不少次了，从来没有这么窝囊。”
“西秦兵马的确凶悍善战，我们不得不如此啊，即便现在出击，也将是一场恶战。”李世民说着，望望旁边的默不作声刘文静，“长史谈谈看法。”
刘文静说声“惭愧”，扬鞭指着浅水原说：
“此是一片好战场。七月兵败这里，现在仍要扎营于此，引敌出战，然后伏兵从山坡上冲下。就如上次薛举攻我时一样。”
李世民点点头，说：“攻防之计，莫过于此。为大将者，关键是要选择好战机。明日派梁实总管扎营浅水原，诱敌出战。我亲领精骑攻敌于后。”
几位总管急忙请战道：“王爷乃万金之躯，不宜亲自冲锋陷阵。您在后营指挥就行了，我们先上！”
“不。”骑在马上的李世民沉静地望着远方，“我二十岁出头，正是争命沙场的时候。主帅不身先士卒，又何以服众。胜败在此一举，歼灭仁杲。杀出咱大唐的威风！痛痛快快回长安过个好年。”众将见秦王如此，莫不感动，纷纷摩拳擦掌，表示要死战到底，效命大唐天子。
第二天一大早，行军总管梁实领所部兵马，运动到浅水原上，依照先前军营地址，扎下营盘，四周深挖壕沟，布下竹刺鹿角，又以强弓硬弩隐藏在栅栏后面。
宗罗睺多日求战不得，今见唐军出了寨，扎营于浅水原，大喜过望，急领三万精锐人马来战。
是巳时，西秦兵涌至唐军营前，但听营内摇旗擂鼓、呐喊筛锣，就是不见一个唐兵出来。
“即使你藏有诡计，又奈何得我！”宗罗睺命令部队向敌营发起进攻。
西秦兵呐喊着冲了上去，刚近壕沟，一阵梆子响，箭如飞蝗，嗖嗖射来，西秦兵当即倒下一大片，退了下来。宗罗睺见状，直气得哇哇大叫，骑在马上，指着唐营大骂：“唐兵小儿，战又不战，退又不退，是何道理！”
西秦兵奉命又发起新一轮进攻，涌至壕沟旁，又被二阵飞箭射了下来，死伤数百人，却丝毫没占下什么便宜。宗罗睺见对方凭险不出击，只得命令部队停止进攻，扎下营盘，与敌对垒，伺机再战。
浅水原一带，仅有一条山溪，唐军扎营于溪边，控制了水源。而西秦军仅靠运水车从老营运水，又常常遭到唐军袭击。一连几日，军中缺水，人马渴得嗓子眼冒烟，十分焦躁。
李世民估计西秦军的士气已损耗得差不多了，决定适时出击。十一月七日，天还没亮，李世民派右武侯大将军庞玉率兵在梁实军东南方列开阵势。
缺水缺粮，急于求战的宗罗睺，见唐军出战，立即集中兵力倾巢出动。
西秦军求战心切，不及列阵，便向唐军发起猛烈攻击，宗罗睺率三千精骑头前开道。两军相接，军器并举，宁静多日的浅水原上顿时杀声震天。
西秦军虽人马焦躁，但早憋了一肚子气，冲力甚猛。唐军虽抢着守势，以强弓硬弩射住阵脚，但耐不住西秦军铁骑的轮番冲击。阵容有些不稳，有些支持不住。
宗罗睺深知敌军阵容一乱，必败无疑。乃挥动令旗大喊道：
“杀败唐兵，有水有粮，上啊！”焦渴多日的西秦军在主将的督促下，“嗷嗷”叫着扑了上来，眼看庞玉的部队就要全线崩溃。在这千钧一发之际，西秦军后军大乱，数万名唐军从东南山坡上冲了下来