激战约半个时辰，瓦岗军未能突破营寨，反而损失不小。此时，裴仁基率领的中军两万余人，也陆续渡河赶到，加入战团。兵力优势开始显现，隋军营寨多处告急，摇摇欲坠。
就在此时，洛水南岸，王世充亲率的主力大军，已经开始大规模来援！旌旗招展，直扑黑石。王世充望着黑石胶着的战局，脸上露出冷酷的笑意。李密果然中计，被杨公卿的营寨吸引了主力。
“传令！全军登陆后，不必救援杨公卿营，直接攻击瓦岗军攻城部队侧后！一举击溃李密主力！”王世充厉声道。
辰时左右，王世充主力三万余人成功抵达，迅速整队，以骑兵为前锋，步卒继进，如同出闸猛虎，向正在围攻杨公卿营寨的瓦岗军侧翼猛扑过去！
李密此时也已渡过洛水，亲率八千步骑压阵，位于战场稍后方。他见王世充主力突然出现，猛攻己方侧后，心中大震，知道中了王世充调虎离山、中心开花之计！己方部队正全力攻营，阵型散乱，侧翼暴露，遭此突袭，极易崩溃。
“稳住！后队变前队，迎击王世充！”李密急令变阵，但命令传递需要时间，前线部队正与营内守军缠斗，仓促间难以转向。
王世充军蓄势已久，以逸待劳，攻势如潮。尤其是其麾下江淮劲卒与蛮兵，凶悍异常，战斗力极强。瓦岗军攻城部队猝不及防，侧翼瞬间被撕开巨大缺口，无数士卒在铁骑践踏与长矛攒刺下倒地。恐慌如同瘟疫般蔓延。
“顶住！不许退！”王伯当、程知节、裴仁基等将领嘶声力战，试图稳住阵脚，但兵败如山倒，局面已然失控。
李密眼见前线溃乱，知道事不可为，再拖延下去，恐有全军覆没之虞。他痛苦地闭上眼睛，旋即猛地睁开，闪过一丝决绝：“传令！前军断后，中军、后军，随我渡河撤退！退守月城（洛水北岸一据点）！”
鸣金之声凄厉响起。瓦岗军如蒙大赦，却又更加混乱，争相逃向洛水岸边，寻找船只渡河。自相践踏，落水溺毙者不计其数。王世充挥军掩杀，直追至水边，箭矢如雨，射杀无数。
在此溃败中，记室参军柴孝和所乘小船被溃兵冲撞倾覆，他本不擅水性，加之甲胄沉重，竟溺死于冰冷的洛水之中。这位颇有谋略的文士，未死于沙场刀剑，却亡于败军乱流，消息传开，瓦岗军士气更为低落。
李密在亲卫拼死护卫下，狼狈渡过洛水，收拢残兵，退入洛水南岸的月城。月城乃一小城，城墙低矮，储粮有限，并非久守之地。清点人马，随他退入月城的士卒不过万余，且多带伤，器械失落大半，士气低迷到了极点。王伯当、程知节、裴仁基等将也陆续率残部退至月城，个个盔歪甲斜，面带愧色。
王世充大获全胜，自然不会放过扩大战果的机会。他令杨公卿守备黑石新营，自率得胜之师，乘舟渡河，将月城团团围住，日夜攻打。瓦岗军困守孤城，外无援兵，内乏粮械，形势岌岌可危。
月城内，愁云惨淡。李密独坐于临时衙署，昔日自负从容的风仪荡然无存，只剩下满脸的疲惫、挫败与深深的忧虑。柴孝和之死，更是刺痛了他。难道自己真的气数已尽？不！绝不可能！
他强迫自己冷静下来，仔细复盘整个战局。王世充胜在出其不意，战术狡诈。自己败在情报失误、反应迟缓、渡河混乱。如今困守月城，看似绝境，但……王世充主力尽集于此，其南岸黑石营寨必然空虚！杨公卿部虽能守，但兵力不过数千，且经昨日激战，亦有损伤。
一个大胆的念头，如同黑暗中的火花，骤然在李密心中迸现。
他猛地站起，眼中重新燃起枭雄的锐光，召来王伯当、程知节等心腹将领。
“月城不可久守，坐以待毙，唯死路一条。”李密声音沙哑，却带着一种破釜沉舟的决绝，“王世充以为我已成瓮中之鳖，其志骄矣！其大军围我，南岸黑石营必虚！”
他手指蘸着杯中残水，在案几上快速划动：“我欲行险一搏！伯当，你率城中残部，竭力守城，做出死守待援之势，吸引王世充注意。知节，你选麾下最精锐敢战骑兵五百，随我行动！”
“魏公欲往何处？”王伯当惊问。
“渡洛水，南返，直捣黑石！”李密一字一顿，眼中寒光闪烁，“王世充主力在此，黑石营烽火台乃其与北岸联络关键。我率精骑突袭，若能拿下黑石营，则王世充后路被抄，北岸营垒不保，其围城大军必乱！此乃‘围魏救赵’，死中求活！”
王伯当倒吸一口凉气：“魏公，此计太险！且不说如何突破重围渡河，即便渡河，黑石营亦有守军，急切难下。若王世充察觉，回师与杨公卿夹击，则……”
“别无他法！”李密断然道，“守是等死，搏或有一线生机！我意已决！今夜子时，便行此事！”
王伯当知李密性格，不再劝阻，慨然道：“伯当誓死守城，以待魏公佳音！”
是夜，月黑风高。李密与程知节精选五百最悍勇、最忠诚的骑兵，皆卸去沉重铠甲，只着轻便皮甲，携带弓弩短兵，人衔枚，马摘铃，自月城西南一处防守相对薄弱的河段，悄然乘预备好的数十艘小船与筏排，分批潜渡洛水。
过程出乎意料的顺利。王世充认为李密已是穷途末路，只顾猛攻月城，对河防有所松懈，且注意力多在防备瓦岗军从东面洛口仓方向来援，未料到李密竟敢反向渡河，孤注一掷。五百骑竟成功潜至北岸，未被发觉。