李世積隨秦王李世民大敗宋金剛，又隨李世民討伐王世充，奉命接管管州。鄭國太子王玄應企圖攻取管州，李世積將其擊退，李世積又派郭孝恪勸降鄭國榮州刺史魏陸，陽城、汴州也相繼來降。鄭國的鄭州司兵沈悅請求獻出虎牢關降唐，李世積夜間埋伏軍隊接應，佔領了虎牢關，抓獲了鄭國的荊王王行本。又參與擊擒竇建德、降伏王世充，唐軍整軍回朝，李淵論功行賞，李世民為上將，李世積為下將，與李世民等二十六人一同身穿金甲、乘著兵車到太廟去報捷。李蓋也從洺州與裴矩等人一起入朝，李淵見到他們後非常高興，恢復了李蓋的官爵。竇建德舊部劉黑闥率軍數萬進逼宗城，李世積棄城逃往洺州，被劉黑闥追上，損失步軍五千人，“僅以身免”。