Lý Thế Dân vượt Hoàng Hà, song lại từ chối giao chiến với Tống Kim Cương, mục đích là để quân của Tống mệt mỏi. Tuy nhiên, trong lúc này một đồng minh của Lưu Vũ Chu là Lã Sùng Mậu (呂崇茂) tại Hạ huyện (夏縣, nay thuộc Vận Thành, Sơn Tây) bị một cánh quân Đường khác tiến đánh. Lã Sùng Mậu cầu viện Tống Kim Cương, vì thế Tống Kim Cương đã phái Uất Trì Kính Đức và Tầm Tương (尋相) đi đánh cánh quân Đường này, bắt được nhiều tướng lĩnh của Đường. Khi Uất Trì Kính Đức và Tầm Tương cố gắng cứu viện cho một đồng minh khác là Vương Hành Bản (王行本) cũng ở Vận Thành, họ bị Lý Thế Dân đánh bại và buộc phải triệt thoái. Đến mùa xuân năm 620, Lưu Vũ Chu tiến công Lộ châu (潞州, nay gần tương ứng với Trường Trị, Sơn Tây), và thoạt đầu đã đạt được một vài thành công song vẫn không thể chiếm được thành thủ phủ.

Vào mùa hè năm 620, Lý Thế Dân tin rằng quân của Tống Kim Cương đã mệt mỏi nên đã phản công, giao chiến với Tống Kim Cương tại Tước Thử Cốc (雀鼠谷, nay thuộc Tấn Trung), Tống Kim Cương, buộc phải chạy trốn, Uất Trì Kính Đức và Tầm Tương đầu hàng. Lưu Vũ Chu hay tin Tống Kim Cương chiến bại thì từ bỏ Thái Nguyên và chạy trốn đến Đông Đột Quyết. Tống Kim Cương cố gắng tiếp tục tiến đánh quân Đường, song không thể tập hợp thêm binh lính, do đó cũng chạy trốn sang Đông Đột Quyết.

Vào một ngày, có thể là vào năm 622, do cả Đường thư và Tân Đường thư đều ghi rằng các chiến dịch của Lưu Vũ Chu kéo dài trong 6 năm- Lưu Vũ Chu đã cố quay trở về Mã Ấp để tái lập lực lượng, chống lại lệnh của Đông Đột Quyết, và khi việc này bị phát hiện, ông đã bị xử tử.