迦论不明敌情，率部南进，距屈突通军七十里扎营，分兵绚地。屈突通乘其无备，夜简精甲袭之，斩杀刘迦论并起义军万余，虏老弱数万口，并于上郡南山筑京观，起义失败。

此后，隋朝廷政治日益腐败，各地农民不断揭竿而起，而隋军则军无斗志，很多将领皆战死，惟有屈突通与农民军作战时非常慎重，所以虽然没有大捷，但是从没战败过。隋炀帝南下江都宫，令屈突通率部随代王杨侑镇守长安。

李渊在太原宣告起兵，以四子李元吉为镇北将军、太原太守，留守晋阳宫，负责太原事宜，自统甲士三万于晋阳誓师出发，并发布檄文，告谕尊立隋代王杨侑之意。尔后沿汾水南下，经雀鼠谷，进屯贾胡堡。代王杨侑派虎牙郎将宋老生，率精兵二万驻守霍邑，另派屈突通率骁果数万驻守河东，与宋老生遥相呼应，以拒李渊。李渊计诱宋老生出城，两路夹击，大败隋军，占领霍邑，打开了进军关中通道。

李渊军攻取霍邑后，沿汾水南下，占临汾，克绛郡，进至龙门，屈突通率军数万屯守河东，准备阻止李渊军入关。时李渊军司马刘文静引突厥大将康鞘利率兵匹赶到，使李渊兵力大增，李渊军到汾阴，招抚关中农民军首领孙华，命其先行渡过黄河，并派左、右统军王长谐、刘弘基及左领军长史陈演寿、金紫光禄大夫史大奈，率步骑兵六千渡河至梁山扎营，以待大军。

此时，屈突通的处境非常艰难，正如李渊所分析的那样：“屈突通精兵不少，与我军相隔仅五十余里，但不敢来战，足以证明他的部下已经不为屈突通效命了。但是屈突通害怕上边怪罪，又不敢不出战。若他亲自率军过河进攻你们，那我就进攻河东，河东肯定守不住。若是屈突通全军守城，那你们就拆毁河上的桥梁。这样前面扼住他的咽喉，后面攻击他的后背，他不逃走必定被我们擒获。”屈突通派虎牙郎将桑显和率数千名士卒乘夜袭击王长谐等军，起初进展顺利，但孙华、史大奈率轻骑从侧后袭击桑显和军，隋军败回河东。李渊率诸军包围河东，但河东城高险峻，加上屈突通又善于守城，使李渊军难以很快攻下，李渊只好留一部兵力继续围城，亲率主力渡河西进，威逼关中。

屈突通闻知李渊要攻打长安后，留下鹰扬郎将尧君素守河东，自己率部自武关出蓝田回救长安，至潼关附近，被刘文静部阻遏，不得进。时隋将刘纲守卫潼关，屯军都尉南城，屈突通欲与刘纲合兵，李渊军左统军王长谐率部抢先袭占都尉南城，斩杀刘纲，屈突通被迫退守都尉北城。

屈突通在此与唐刘文静相持月余，急于进军，便派桑显和夜袭刘文静军营，桑显和率军攻破二栅，惟刘文静一栅久攻不下。桑显和率军再战，李渊军死数千人，并箭射刘文静，使其士气大减，已露败相。此时桑显和却因军士疲惫，停止进攻，就地开饭，刘文静抓住战机，派兵重起营栅，时有游军数百骑自南山击隋军背，三栅之兵也呐喊而出，前后夹击，桑部全军覆没，桑显和仅以身免。

此战后，屈突通的处境愈加窘迫。有人劝屈突通投降，屈突通哭道：“我蒙受国家厚恩，侍奉二主，陛下对我的恩宠照顾非常优厚，拿着人家的俸禄而在困难时背叛，怎能逃避国难？只能以死报国！”还摸着自己的脖子说：“应当为国家挨一刀！”屈突通慰劳勉励将士时，没有不痛哭流涕的，大家对此也很感动。

此时，已李渊攻占长安，并派其家僮去招降屈突通，屈突通当即将家僮杀死，屈突通闻长安已失，家属都被李渊所俘，便命桑显和镇守潼关，自率主力东去，准备去洛阳投奔越王杨侗。屈突通刚走，桑显和便献潼关降于刘文静，刘文静派副将窦琮、段志玄等率精骑与桑显和去追击屈突通。屈突通在稠桑为刘文静军追上，遂结阵自守，窦琮派屈突通的儿子屈突寿去劝说他，屈突通骂道：“往昔与你是父子，就是仇敌了