李渊决定起兵。裴寂马上进献宫女五百，米九百万斛，杂彩五万段，铠四十万首，以供军用。后李渊建大将军府，裴寂为长史，封闻喜县公。攻下长安后，赐裴寂良田千顷、甲第一区、物四万段，转为大丞相府长史，封魏国公，食邑三千户。此后，隋炀帝在江都被杀，裴寂又积极帮助李渊受禅称帝，世称唐高祖。李渊即位后，对裴寂说：“使我至此者，公也。”拜为尚书右仆射，赐御膳。唐高祖曾有诏书说，秦王李世民及裴寂、刘文静三人为太原元谋功臣，“特恕二死”（赦免两次死罪）。武德二年（619年），刘武周进攻太原，裴寂自告奋勇，被封为晋州道行军