Vào mùa thu năm 617, Lạc Dương bị Ngụy công Lý Mật uy hiếp, Ngõa Cương quân của Lý Mật đã chiếm được các kho lương lớn gần Lạc Dương và khiến cho quân Tùy lưu thủ trong thành bị đói. Tùy Dạng Đế lúc đó đang ở Giang Đô và đã phái Vương Thế Sung cùng các tướng Vương Long (王隆), Vi Tễ (韋霽), và Vương Biện (王辯), đem quân từ những nơi khác nhau trong nước đến cứu viện Lạc Dương. Họ nằm dưới quyền thống soái của Tiết Thế Hùng (薛世雄)- người cũng được lệnh đem quân từ Trác quận (涿郡, nay gần tương ứng với Bắc Kinh) đến Lạc Dương. Tuy nhiên, Tiết Thế Hùng đã bị Đậu Kiến Đức ngăn chặn và đánh bại, buộc phải triệt thoái về Trác quận và qua đời tại đó, khiến các tướng khác không có một chỉ huy chính. Khi Vương Thế Sung, Vương Biện và Vi Tễ đến Lạc Dương, họ lâm vào thế bế tắc với quân Lý Mật tại Lạc Hà, Tùy Dạng Đế đã trao quyền thống soái quân Tùy cho Vương Thế Sung. Vài tháng sau đó, Vương Thế Sung giao chiến với Lý Mật, mỗi bên đều giành được một số chiến thắng song tình thế vẫn chưa ngã ngũ, song quân của Vương Thế Sung thua là chính. Trong khi đó, Vương Thế Sung hy vọng Lý Mật và bộ tướng Trạch Nhượng sẽ trở nên bất hòa để ông có thể tận dụng thời cơ, song đến mùa đông năm 617, Lý Mật đã giết Trạch Nhượng mà không để cho Vương Thế Sung có cơ hội nào.

Vào mùa xuân năm 618, sau khi được bổ sung thêm 7 vạn quân, Vương Thế Sung tiến hành tiến công Lý Mật song chiến bại, Lý Mật sau đó cũng tiêu diệt các đội quân Tùy khác. Trước tình hình này, một số tướng Tùy và thủ lĩnh khởi nghĩa đã quy phục Lý Mật, đề nghị Lý Mật xưng đế song Lý từ chối. Vương Thế Sung triệt thoái về Lạc Dương và không đương đầu với Lý Mật một thời gian sau đó.

Cũng trong mùa xuân năm 618, Vũ Văn Hóa Cập đã lãnh đạo một cuộc binh biến tại Giang Đô và sát hại Tùy Dạng Đế. Khi tin tức truyền đến Lạc Dương, các quan lại triều Tùy trong thành đã tôn Dương Đồng làm hoàng đế. Vương Thế Sung là một trong những người đứng đầu của "Môn Hạ tỉnh" (門下省), được ban chức Lại bộ thượng thư và thụ phong tước Trịnh quốc công. Ông cùng sáu hạ thần khác: Đoàn Đạt (段達), Nguyên Văn Đô (元文都), Hoàng Phủ Vô Dật (皇甫無逸), Lô Sở (盧楚), Quách Văn Ý (郭文懿), và Triệu Trường Văn (趙長文), hợp thành một tập thể lãnh đạo gọi là "thất quý".

Vũ Văn hóa Cập dẫn Kiêu Quả quân tiến về phía bắc, hướng đến Lạc Dương, điều này khiến cho cả các quan lại triều Tùy trong thành Lạc Dương và Lý Mật đều lo sợ. Đến mùa hè, sau khi được Nguyên Văn Đô và Lô Sở tán thành, Dương Đồng tiến hành thỏa thuận hòa bình với Lý Mật, theo đó Lý Mật được nhận chức tước của triều Tùy và phải chịu thần phục Dương Đồng trên danh nghĩa. Sau đó, Lý Mật đã đẩy lui được các cuộc tấn công của Vũ Văn hóa Cập, khi các tin tức đó truyền đến Lạc Dương, các quan lại đều phần lớn hài lòng, song riêng Vương Thế Sung thì không. Điều này đã thu hút sự nghi ngờ từ Nguyên Văn Đô và Lô Sở, họ nghĩ Vương Thế Sung định dâng thành hàng phục Vũ Văn hóa Cập. "Thất quý" do đó mà nghi kị lẫn nhau.

Vương Thế Sung bắt đầu kích động binh lính dưới quyền mình bằng cách nói rằng họ sẽ sớm rơi vào bẫy của Lý Mật, và rằng nếu Lý Mật nhận được quyền thống soái họ (do Lý Mật còn được ban tước 'hành quân nguyên soái'), Lý Mật chắc chắn sẽ giết chết hết họ vì tội đã từng chống lại ông ta. Khi Nguyên Văn Đô biết được hành động của Vương Thế Sung, ông ta đã lên kế hoạch phục kích Vương Thế Sung. Tuy nhiên, do được Đoàn Đạt tiết lộ về âm mưu, Vương Thế Sung đã tiến hành chính biến trước, giết chết Lô Sở và bao vây cung điện. Hoàng Phủ Vô Dật chạy đến Trường An (tức đến triều Đường). Do sức ép từ Vương Thế Sung, Dương Đồng đành phải giao nộp Nguyên Văn Đô- người đã nhận xét về Dương Đồng: "Nếu thần chết vào buổi sáng, Bệ hạ sẽ chết vào buổi tối." Dương Đồng khóc lóc song vẫn đưa Nguyên Văn Đô đến chỗ Vương Thế Sung, Vương cho hành quyết Nguyên.

Vương Thế Sung sau đó gặp Dương Đồng và cam kết trung thành, thề rằng tất cả dự định của ông đều là để tự cứu mình và cứu lấy quốc gia. Dương Đồng đưa Vương Thế Sung vào cung để gặp Lưu thái hậu, và Vương Thế Sung cũng đã thề trước bà. Tuy vậy, từ thời điểm này, tất cả quyền lực đều nằm trong tay Vương Thế Sung, còn bản thân Dương Đồng không có quyền hành. Quách Văn Ý và Triệu Trường Văn cũng bị bắt giữ và xử tử. Ban đầu, Vương Thế Sung vẫn tiếp tục tỏ vẻ kính cẩn với thiếu hoàng đế, trong khi xu nịnh Lưu thái hậu bằng việc đề nghị được làm giả tử của bà và tôn phong bà là "Hiếu Cảm hoàng thái hậu" (聖感皇太后).