业十二年（616年），隋炀帝南幸江都宫，下诏命段达与太府卿元文都留守东都。李密率领瓦岗军据守洛口，派兵侵扰到城下，段达与监门郎将庞玉、武牙郎将霍举率内兵出城抵御。很有功，迁任左骁卫大将军。王世充兵败，李密再进据北邙山，抵达上春门，段达与判左丞郭文懿、尚书韦津出兵抵御。段达见李密的瓦岗军，不打就跑了，被李密所乘，隋军大溃，韦津被俘。于是瓦岗军日盛。隋炀帝在江都被宇文化及所弑，段达与元文都等推举越王杨侗为皇帝，段达任开府仪同三司，兼纳言，封陈国公。元文都等谋诛王世充，段达向王世充告密，作为王世充内应。及事发后，