聽罷李世民之策，李淵再三思酌，問李建成意見。李建成沉吟片刻，以為李世民之策，不失為破局之策。待得裴寂等群臣到至，李淵已被李世民說動，再問諸臣。諸臣見李淵主意已定，遂即便本是不欲李世民再領兵出征者，亦只得多附和李世民之議，便就定下。
當日，起草詔書，授李世民為并州道行軍大總管，便宜行事，酂國公竇軌為其佐，總督左衛大將軍李孝基、左驍衛大將軍長孫順德、左翊衛大將軍柴紹、右翊衛大將軍李神通、右千牛衛大將軍李道玄、右驍衛大將軍宗羅睺、右武衛大將軍李安遠、右衛將軍李高遷、左驍衛將軍馬三寶、左領軍將軍張平高、左監門將軍樊興等諸部，并及秦王府諸將各部，又有獨孤懷恩、李仲文、姜寶誼等等各部從之，張綸等參軍事，出援劉武周、討伐李善道，克日啟程。
又授太子李建成陜虢道行軍大總管，便宜行事，總督右領軍衛大將軍竇琮、左武衛大將軍王長諧、右武衛將軍錢九隴，并及韋挺、馮立、謝叔方、慕容羅睺、雷永吉、何潘仁、楊毛、陽屯、魏進等等各將各部，出潼關以攻陜縣、弘農郡等地，王珪、竇誕、陳演壽、李襲譽等從佐之。
兩路兵馬，以李世民部為主力，李建成部為偏師。
合計出兵十余萬眾，幾是將關中能夠調動的野戰兵力盡數調出，可以說是大出兵。
傳檄州郡：“天禍隋室，宇內分崩，豺狼當道，蒼生倒懸。朕膺命承乾，思拯黎元於水火。善道既悖，復來寇我，乃舉兵以清妖孽。太子建成才略冠世，秦王世民英俊奮發，今統率貔貅，分道并進，奉命蕩逆。王師所指，逆者必誅。凡我將士，宜戮力同心，恢弘志氣，務在克捷。四方忠義之士，共奮義勇，應機立功，共剪兇殘，永寧區宇。布告天下，咸使聞知。”
詔書既下，再又於當日，遣使北上，馳赴突厥王庭，向處羅可汗許以重利，請求突厥遣兵相助；又仍於當日，另遣一使，潛赴洛陽，密聯王世充，陳說利害，說其亦出兵夾攻李善道。
兩路使者，皆是晝夜兼行，不得延滯。
又兩道詔書，一送去劉武周，告知唐將出兵以援；一下與太原城，令劉弘基、劉政會等嚴守城池，整繕甲兵，以待大軍之至。復特地再專敕并州諸郡縣豪杰，指明唐軍勁旅百萬將至，望彼等可在唐軍到后，凡仍屬唐地者，協力抗敵，勿為賊眾所誘；為漢軍此前所陷之地民者，望彼等可群起響應，其有能聚眾自保、斬將歸附者，朝廷必厚加封賞，授以官爵。
諸道令旨接連遞送，十余萬兵馬星夜整備，糧秣器械晝夜調集，關中諸倉悉數開啟，民夫轉運，舟車不斷。端得興師動眾，聲勢浩大！一時間，西自隴右，東至河東，無不震動。
卻是好在此戰所用的兵馬、糧秣、民夫，之前已經大多調配在了長安左近，乃數日后，大軍便整備即畢，需要的糧械也大都齊備，僅待出征令下。就先祭太廟，告於列祖列宗，繼祭南、北兩郊，又祭過天地，然后李建成、李世民拜辭李淵，遂各引兵馬，先后開拔，自長安啟行。
旌旗蔽日，戈甲連云，鼓行而進。百姓夾道觀瞻，見此軍容，皆謂真天兵出也。
是天下亂之已久，何止山東多年來戰火不息，關中亦久苦兵革，人心思定，望治如渴。而又較與薛舉父子諸輩，李淵入長安后，頗顯仁政，故唐軍之此出，沿途士民是有稱贊之者。