如果说杨玄感起兵导致了隋王朝的分崩离析，加速了它的灭亡,那么李渊起兵则是把隋王朝最后送进了坟墓。
李渊出身于关陇军事贵族之家，其祖父李虎为西魏柱国大将军，封唐国公。其父李曷曾任北周安州总管。隋文帝的独孤皇后是李渊的姨母，因此李渊深受文帝的信重。隋建国后，李渊袭封唐国公，先后任谯州、陇州、岐州剌史。炀帝即位后，李渊虽然以亲贵居要位，但他目睹炀帝暴政和天下动蔼的局面，也日益不满，萌发叛隋之念。只不过李渊老谋深算，不肯为天下先，他要最后去摘取完全成熟了的果实。
杨玄感起兵事件后，李渊也被炀帝所猜忌。炀帝迫于当时农民起义和突厥南侵的形势，任命李渊为太原留守。太原是北方重镇，兵源充足，储粮丰实，正是据以起兵的理想之地。是为天与不取，祸将斯及。李渊加快了起兵反隋的准备。我们不能把这些活动，仅仅看成是李渊个人政治抱负的表现，更为重要的是它反映了当时统治集团内部激烈斗争的新动向。
大业十三年（公元617年）上半年，全国的形势发生了巨大变化。农民起义军由分散而汇集成了几个强大的集团咨河南有李密领导的瓦岗军;在河瑯有窦建德领导的河北起义军;在江淮是杜伏威、辅公祐领导的江淮起义军。此外，东都洛阳和炀帝所驻守的江都，都在起义军的包围之中。炀帝被阻隔在江都，不能北返。昔日隋朝的官吏罗艺、梁师都、刘武周、薛举等人纷纷在各地割据称雄。
李渊见推翻隋王朝的时机已经成熟，遂在五月间起兵于太原。之后轻兵直取隋都长安。十一月，长安攻克。李渊立炀帝之孙杨侑为帝，遥尊炀帝为太上皇。李渊攻取国都长安，它使跟从炀帝的隋朝官民彻底绝望了。在他们的眼中，炀帝再也一不是什么神圣不可侵犯的天子，许多将士纷纷逃亡西归。
隋王朝的穷途末日，使统治集团中最后一批跟随炀帝的官员发生背叛。义宁二年（公元618年）三月，炀帝的亲信右卫将军宇文化及、郎将司马德戡等人发动兵变，杀死炀帝。当炀帝已经成了一具政治僵尸，再无可怕，再无可求的时候，他们终于采取了最激烈的斗争手段,把他送上了断头台。五月李渊废傀儡皇帝杨侑，自称为帝，建国称唐，隋朝灭亡。