此时，李密见众将纷纷请战后，又再一次变得摇摆不定了，最后觉得难违诸将之言，而决定从之。

裴仁基苦苦争辩却不能说服众人，敲着地叹息道：“在座的各位以后一定会后悔今天的决定。”

魏征对长史郑颋道：“魏公虽然屡次打了胜仗，但是精兵骁将伤亡很多，战士心身很疲倦，有这两点很难应敌，况且王世充缺粮，志在决一死战，很难和他争战以决胜负，不如挖深壕沟，加高壁垒以拒敌，过不了十天半个月，王世充粮食吃完了，必然自己退兵，那时再追击他，没有不胜的。”

郑颋道：“你这话不过是老生常谈罢了。”

魏征道：“这是奇策，怎么说是老生常谈！”说着拂袖而去。

李密分派单雄信带领外马军驻扎在偃师城北，自己则与其余的将领带领内马军在北邙山上扎营。

十一日，王世充派遣数百名骑兵渡过通济渠攻打单雄信的营寨，李密派遣裴行俨和程咬金援助单雄信。

裴行俨率先奔赴战场，中流矢坠马，程咬金救起裴行俨，以马槊挑翻数人，抱着裴行俨骑着一匹马返回，但因两人共骑，马跑得稍慢，最后被王世充的骑兵赶上，长枪直刺过来，程咬金返身折断了刺来的长枪，又杀了追赶的人，和裴行俨一起脱身。

恰好天色暗了，双方这才各自收兵回营。

这一小战，李密手下的猛将程咬金、裴行俨、孙长乐等十几人都受了重伤。

李密因刚刚打败了宇文化及，且有多次打败王世充的经历，有些屡胜而骄，故而对王世充较为轻视，于北邙山设营寨时，没有建防御敌人的围墙。

小胜李密一场的当晚，王世充派二百多骑兵夜里秘密进入北邙山，埋伏在山谷中，命令士兵喂好马匹吃饱饭，养精蓄锐以待战机。

十二日清晨，王世充军准备出击，他激励全军将士道：“今天这一仗，不仅仅是争胜负，生死之分，在此一举。如果胜了，荣华富贵自然不在话下；如果败了，一个人也逃不了。我们争相赴死，不单是为了国家，更为了自己，各宜勉之！”

天亮后，王世充带兵逼近李密军营，李密这时才发觉，仓促出兵应战，还没来得及排好队，王世充就放兵攻击。

王世充的士兵都是长江、淮河流域的人，剽悍勇猛，出入十分迅捷。

王世充又再事先找到一个长得很象李密的人，捆起来藏好，待双方战斗正激烈时，让人牵着面似李密之人通过阵前，大喊：“我军已经捉住李密了！”四周的士兵听后，都大呼万岁，李密军的军心顿时大跌，士卒奔走。

就在这时，王世充前一夜埋伏在山谷的骑兵，这时也蔽山而上，潜至北原出击，从高处疾驰下来，由于李密未设营墙，骑兵毫无阻拦的冲入李密军的营地，又因为程咬金等猛将均受了重伤，所以这时营中没人挡这些骑兵，这些骑兵即四处放火焚烧房屋。

于是李密军大惊而溃，将领张童仁、陈智略等都投降了王世充，李密则带着一万多人逃往洛口。