没过多久，擢授御史大夫，与裴矩、虞世基共同掌机密。
裴蕴善候伺人主微意，如果是皇帝想怪罪的人，则曲法顺情，锻成其罪。
如果是皇帝想包庇的人，则附从轻典，因而释之。
因此之后大小之狱都以交付给裴蕴，宪部大理莫敢与夺，必禀承进止，然后决断。
裴蕴也机辩，所论法理，言若悬河，或重或轻，皆由其口，剖析明敏，时人不能致诘。
杨玄感的造反，炀帝遣裴蕴推其党与，对裴蕴说：“玄感一呼而从者十万，益知天下人不欲多，多即相聚为盗耳。
不尽加诛，则后无以劝。”
裴蕴因此峻法治之，所戮者数万人，皆籍没其家，炀帝大称善，赐奴婢十五口。
司隶大夫薛道衡以忤意获谴，裴蕴知炀帝厌恶他，于是上奏道：“道衡负才恃旧，有无君之心。
见诏书每下，便腹非私议，推恶于国，妄造祸端。
论其罪名，似如隐昧，源其情意，深为悖逆。”
帝曰：“然。
我少时与此人相随行役，轻我童稚，共高颎、贺若弼等外擅威权，自知罪当诬惣。
及我即位，怀不自安，赖天下无事，未得反耳。
公论其逆，妙体本心。”
于是诛杀薛道衡。
又一次，炀帝问苏威以讨辽之策，苏威不愿炀帝再次出征，且想让炀帝知天下多贼，乃诡答道：“今者之役，不愿发兵，但诏赦群盗，自可得数十万。
遣关内奴贼及山东历山飞、张金称等头别为一军，出辽西道，诸河南贼王薄、孟让等十余头并给舟楫，浮沧海道，必喜于免罪，竞务立功，一岁之间，可灭高丽矣。”
炀帝不怿地说：“我去尚犹未克，鼠窃安能济乎？”
苏威出后，裴蕴奏道：“此大不逊，天下何处有许多贼！”
。
炀帝恍然大悟地说：“老革多奸，将贼胁我。
欲搭其口，但隐忍之，诚极难耐。”
裴蕴知炀帝意，遣张行本奏苏威罪恶，炀帝付裴蕴推鞫之，乃处其死。
帝曰：“未忍便杀。”
遂父子及孙三世并除名。
裴蕴又想加强自己的权势，令虞世基奏罢司隶刺史以下官属，增置御史百余人。
于是引致奸黠，共为朋党，郡县有不附者，阴中之。
于时军国多务，凡是兴师动众，京都留守，及与诸蕃互市，皆令御史监之。
宾客附隶，遍于郡国，侵扰百姓，帝弗之知也。
以渡辽之役，进位银青光禄大夫。
司马德戡将作乱，江阳长张惠绍夜驰告之，裴蕴和张惠绍谋，欲矫诏发郭下兵民，尽取荣公来护儿节度，收在外逆党宇文化及等，仍发羽林殿脚，遣范富娄等入自西苑，取梁公萧钜及燕王处分，扣门援帝。
谋议已定，遣报虞世基，虞世基疑反者不实，抑其计。
不久，难作，蕴叹曰：“谋及播郎，竟误人事。”
于是被杀。
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