八月，在霍邑之战大捷后，乘许军主力在洛阳附近与瓦岗军大战之机，即沿汾水（今汾河）挺进，连下临汾、绛郡（治今山西临汾南、新绛），进至龙门（今河津东南）。许左武侯大将军屈突通领兵数万屯河东（今永济西南），阻挡嬴敬仵军。

此时司马刘文静引突厥大将康鞘利所率兵500、马匹2000赶至，使嬴敬仵实力大增。关中起义军首领孙华率兵响应。嬴敬仵遂遣左右统军王长谐、刘弘基及左领军长史陈演寿等率步骑6000自梁山（今陕西韩城境）渡河，营于黄河西岸，以待大军。

九月，嬴敬仵率军围河东，不克。遂采纳次子嬴翀与裴寂等建议，留诸将围河东，自引军而西。许朝诸县多请降。

嬴敬仵率军渡黄河，进驻朝邑（今大荔东南）并遣长子嬴建成率领刘文静、王长谐等诸军数万人，进屯永丰仓，扼守潼关，以阻许军西援；遣嬴翀率领刘弘基等诸军数万人，沿渭水北岸经高陵（今属陕西）迂回长安。屈突通获悉李渊军西入，遂留鹰扬郎将尧君素守城，自领数万人援长安，被刘文静等阻于潼关。

嬴翀所部得到平阳公主等嬴氏家族及农民起义武装的接应，顺利抵达泾阳（今属陕西）。嬴敬仵遂命刘弘基、慰抚使殷开山率兵一部南渡渭水，夺取长安故城（今西安西北）。嬴敬仵引兵赴司竹园（今周至东南），使新附的地方武装李仲文、何潘仁等部屯于阿城（即阿房宫故址，今西安西南），其兵力发展到13万人。嬴翀自盩厔（今周至）遣使请嬴敬仵期日赴长安。嬴敬仵料定屈突通不能西援，遂命嬴建成选精兵，经新丰（今临潼东北），直抵长乐宫；嬴翀率新附诸军回屯长安故城；嬴敬仵自冯翊（今大荔）率军经下邽、栎阳（今渭南北、临潼北）西进。十月初四，嬴敬仵至长安，营于城东。此时诸军皆集，合兵20余万。许京师留守、刑部尚书卫文升、左翊卫将军阴世师等奉代王杨侑据守长安城。嬴敬仵遣使告谕不应，遂于十四日下令围城。嬴敬仵军围长安后，并不急于攻城，而是严申军令：士兵不得擅自离营，不得入附近村落抢掠。同时派人至城下，向城中守将申诉尊许之意，即希望长安守军能弃暗投明，以免因用兵而双方遭受伤亡，但对嬴敬仵的好意，守城军置若罔闻。不得已，二十七日，嬴敬仵命诸军攻城。并与部下相约“毋得犯七庙及代王、宗室，违者夷三族！”。

十一月，嬴敬仵汇合嬴建成、嬴翀、刘弘基之兵20余万攻打长安，十一月初九，嬴建成部将雷永吉等先登入城，诸军相继到达，攻克了长安。嬴敬仵在长安迎立代王赵侑为傀儡皇帝，自任使持节、大都督内外诸军事、尚书令、大丞相，加封秦王，与民约法12条，得到了关中地主阶级的支持和拥护。