這時候，洛陽附近的官員也紛紛率軍來支援，比如河內郡主簿於仲文、武賁郎將屈突通等人，都帶著軍隊往洛陽趕。楊玄感的手下勸他：“大人，咱們得趕緊分兵攔住這些援軍，不然等他們到了，咱們就會被兩面夾擊！”可楊玄感又犯了“選擇困難症”——他覺得攻城才是最重要的，要是分兵去攔援軍，攻城的兵力就不夠了。結果，於仲文、屈突通等人的軍隊很快就到了洛陽城外，跟城裡的守軍裡應外合，楊玄感的軍隊一下子就陷入了被動。

更坑的是，楊玄感還犯了個“低階錯誤”——他居然放了楊侗。有一次，楊玄感計程車兵抓住了楊侗的侍從，從侍從身上搜出了楊侗寫給楊廣的求救信。楊玄感的手下建議：“不如咱們用侍從當人質，逼楊侗開城門投降。”可楊玄感卻覺得：“我是為了救天下老百姓，不是為了殺皇室宗親，放了他吧。”結果，侍從回去後，把城外的情況一五一十地告訴了楊侗，楊侗更堅定了死守洛陽的決心。

李密看著楊玄感一頓“騷操作”，心裡別提多憋屈了。他又一次勸楊玄感：“大人，現在咱們已經被援軍包圍了，洛陽也打不下來，趕緊撤軍吧！咱們去打長安，還有機會翻盤！”可楊玄感還是不聽，他覺得自己還有幾萬人馬，只要再堅持一下，就能打下洛陽。結果，他的軍隊在洛陽城外耗了一個多月，不僅沒打下城池，反而因為糧草短缺、士兵疲憊，戰鬥力越來越差。

有一次，楊玄感打了個小勝仗，居然飄得不行，跟手下說：“我聽說古代的英雄，比如齊桓公、晉文公，都要‘九合諸侯’才能稱霸。我現在才打了一仗就贏了，是不是比他們還厲害？”李密一聽，差點沒被氣笑，趕緊勸他：“大人，現在還不是驕傲的時候！隋軍的援軍越來越多，咱們得趕緊想辦法突圍，再這麼下去，咱們都得死在這兒！”可楊玄感根本沒把李密的話放在心上，依舊我行我素。

《資治通鑑》裡記載，當時有個叫李子雄的將領，也勸楊玄感：“咱們現在被困在洛陽，要是屈突通的軍隊渡過黃河，跟於仲文匯合，咱們就徹底沒希望了！不如咱們假裝投降，騙屈突通放鬆警惕，然後趁機偷襲他！”楊玄感覺得這是個好主意，就按李子雄說的辦。可屈突通是個老江湖，早就看穿了楊玄感的計謀，根本不上當。楊玄感的偷襲計劃徹底失敗，軍隊計程車氣也跌到了谷底。

眼看洛陽打不下來，援軍又越來越多，楊玄感終於慌了。他趕緊找李密和李子雄商量：“現在怎麼辦？咱們總不能在這兒等死吧！”李密說：“還能怎麼辦？趕緊往西逃，去打長安！長安現在兵力空虛，咱們還有機會拿下它，建立根據地！”楊玄感這時候也沒別的辦法，只能聽李密的，率軍往西撤退。

可楊玄感這人，就是“好了傷疤忘了疼”，剛撤了沒幾天，就又開始犯渾。路過弘農郡（今河南靈寶）的時候，弘農太守蔡王楊智積故意在城牆上喊：“楊玄感！你就是個膽小鬼，打不過就跑，有本事你攻城啊！”楊玄感一聽就火了——他這輩子最受不了別人說他膽小，當場就下令：“停止撤退，攻打弘農郡！”

李密一看，急得跳腳：“大人！咱們現在最重要的是去長安，弘農郡就是個小縣城，打下來也沒用，要是在這兒耽誤時間，隋軍的援軍就追上來了！”可楊玄感正在氣頭上，根本聽不進去，還說：“我連洛陽都敢打，還怕一個小小的弘農郡？等我打下弘農郡，殺了楊智積，再去長安也不遲！”

結果，弘農郡雖然小，城防卻很堅固。楊玄感率軍攻了三天三夜，都沒攻下來。而這時候，於仲文、屈突通等人的軍隊已經追上來了，把楊玄感的軍隊團團圍住。楊玄感這才意識到自己犯了大錯，可已經晚了——他的軍隊本來就疲憊不堪，再被隋軍這麼一圍，很快就敗下陣來。弟弟楊玄挺也在戰鬥中被殺死，楊玄感抱著弟弟的屍體，哭得撕心裂肺：“都怪我，都怪我不聽你們的話！”

沒辦法，楊玄感只能帶著殘兵敗將繼續往西逃，可隋軍一直在後面追。逃到閿鄉（今河南靈寶西）的時候，他的軍隊只剩下幾十個人了，糧食也吃完了，只能靠摘野果、挖野菜充飢。有一天，楊玄感跟手下躲在一個山洞裡，看著身邊的人一個個面帶絕望，他嘆了口氣說：“我本來想救天下老百姓，結果卻把你們害成這樣，我對不起你們啊！”

手下勸他：“大人，咱們現在還有機會，只要能逃到關中，找到當地的反隋勢力，咱們還能東山再起！”可楊玄感知道，自己已經沒機會了——隋軍到處張貼他的畫像，懸賞捉拿他，不管他逃到哪裡，都躲不過去。

這天晚上，楊玄感帶著幾個親信想偷偷渡過黃河，結果被隋軍的巡邏隊發現了。雙方展開了一場激戰，楊玄感的親信一個個倒下，最後只剩下他和弟弟楊積善。楊積善看著哥哥，哭著說：“哥，咱們不能被隋軍抓住，不然會被凌遲處死的！讓我殺了你，然後我再自殺，這樣咱們還能留個全屍！”

楊玄感看著弟弟，點了點頭：“好，我這輩子，成也雄心，敗也雄心，不後悔！只是可惜了我的父母，還有跟著我的兄弟們！”說完，他閉上眼睛，楊積善咬著牙，舉起刀刺向了楊玄感。殺了哥哥後，楊積善也想自殺，可還沒等他動手，隋軍就衝了上來，把他活捉了。

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