天完全亮起来后，大隋将士打退了叛军的一次偷袭。杨玄感的人赶了一夜的路，有效地躲过了宇文述派在野外巡视的斥候，但是没跑过初秋的朝阳。于是，夜袭战变成了遭遇战，刚刚起床、睡眼惺忪的官兵冲出虎牢，和疲惫不堪的叛军打了个稀里糊涂。半个时辰后敌我双方主将发现谁也占不到什么便宜，于是各自收兵。
赶来捋虎须的叛军有六万多，而此刻集结于虎牢关附近的隋军却高达三十五万众。既然麾下将士数量是来袭敌军的五倍，宇文述自然不会缩在关内等着敌军来攻。吃罢第一餐后，他再次调兵遣将，以水师大都督来护儿、武贲郎将陈棱二人所部兵马为左翼，以右御卫将军张瑾、右武侯将军赵孝才所部兵马为右翼，自己亲领中军，以宇文士及所部雄武营为后卫，出关邀战。
还有二十余万不在城内的援军，宇文述派人传令给掌兵的将领，命令他们迂回包抄，切断敌军退路，争取让李子雄有来无回。
叛军六万，随同宇文述出战的官军有十四万余。无论在装备还是人数上，大隋官军都没有战败的理由。
叛军以最传统的步兵方阵迎敌，除了站在最前方的数千悍卒外，他们当中大多数人没有盔甲。但这支队伍的士气显然比李密、韩世萼所带那支人马