，打算冲出包围，向南逃往襄阳，跟将领们商议，都不应声，只得于五月十一日统领文武官员到李世民的军营门前请求投降。
于是秦王李世民没收王世充库存的财物，颁发赏赐给自己的将士们。
王世充的黄门侍郎薛德音由于在他草拟的文书中写了大不恭敬的话，被杀掉，接着拘捕王世充的同党段达、杨汪、单雄信、阳公卿、郭士衡、郭什柱、董浚、张童仁、朱粲等十多人，都绑赴洛水的小洲上斩首示众。
公元621年七月九日，李世民凯旋回到长安，将王世充献于李渊，李渊历数他的罪行，王世充回答说：“按照我的罪过，实在是死有余辜，但您的爱子秦王曾许诺不杀我。”
李渊于是释放了他。他和哥哥王絏、老婆、孩子一起流放蜀地，由于押解人员还没有准备好，王世充一家暂时被关押在长安附近的雍州。某日，忽然来了几个唐官称李渊有旨，要王世充接旨，王急忙出应，不料那几人立刻乱刀齐下，王世充的人生就此落幕。
后来查明，那几人中带头的是唐定州刺史独孤修德，他的父亲独孤机是王世充的部下，在武德二年正月企图降唐，被王世充所杀，独孤修德杀王世充是为父报仇。
王世充的儿子王玄应和哥哥