王琬骑着隋炀帝的青骢马，铠甲兵器都很新，远离阵前向众人夸耀。李世民说：“他骑的真是匹好马！”尉迟敬德请求去夺马。李世民制止他道：“我怎么能为了一匹马损失一员猛士呢？”尉迟敬德不听，和高甑生、梁建方三人骑马直冲入敌阵，活捉了王琬，牵着他的坐骑奔回唐营。敌军众人竟没有敢阻挡的。李世民又让他去召回黄河以北的牧马，等他返回才出战。

窦建德排列战阵，从早晨到中午，士卒们饥饿疲惫，都坐了下来，又争着喝水，迟疑着想撤退。按李世勣的意思，李世民命令宇文士及带三百骑兵经过窦建德军阵西边向南奔驰，以探试夏军状况。李世民告诫他：“敌人如果不动，你就带兵返回，如果动了，就领兵东进，直接杀过去。”

宇文士及到窦建德阵前，敌阵果然出现了骚动。李世勣见了说道：“可以打了！”

这时，尉迟恭也带着黄河滩上的牧马也回来了。于是秦王下令三军出击。

李世民首先率领轻骑出发，大军紧随其后，向东涉过汜水，直扑敌阵。

窦建德的群臣正在朝谒，商议下面该怎么去进攻唐军。唐军骑兵突然降临，朝臣都跑向窦建德。窦建德急召骑兵抵御唐军。因朝臣阻隔骑兵过不去，窦建德挥手令朝臣退下。这一进一退之际，唐军已到阵前，窦建德形势窘迫，后撤靠近东面的山坡。窦抗带着唐兵攻打他，交战后形势稍显弱势。

李世民率领骑兵赶来支援，他那黑甲军所向披靡，所到之处，夏军军阵即乱成一片，纷纷溃散。

淮阳王李道玄挺身冲锋陷阵，直冲出敌阵后方，又重新返回冲入阵中。几番进出，身上聚集的箭像刺猬毛一样，勇气仍然不减，放箭射杀敌人，都应声倒地。李世民把自己备用的战马送给他，让他跟随着自己。于是各军大战，战场上尘土飞扬遮天蔽日。

李世民率领着史大奈、程咬金、秦叔宝、宇文歆等人将旌旗卷起，冲入敌阵。从阵后而出，打开唐军旗帜。窦建德的士兵回头看见唐旗在阵后飘扬，以为已经被包围了，就迅速四散崩溃了。唐军追出三十多里，斩杀了三千多人。

窦建德被长枪刺中，逃窜到牛口渚躲避。唐车骑将军白土让、杨武威追逐窦建德。窦建德落马，白土让挺枪欲刺。窦建德说道：“别杀我，我是夏王，献上我可以使你们得到富贵荣华。”杨武威下马捉住窦建德，用备用马匹驮着窦建德，回来交给了李世民。

李世民斥责窦建德道：“我们讨伐王世充，与你有什么相干？你竟跑出你的领土之外，来与我们交战！”窦建德说道：“大家都差不多！若我攻打郑，你们唐又岂会坐视不管。现在我不自己来，恐怕以后还得烦您远途去攻取。只恨我遇着你这小子，完全不按章法来打仗！”

窦建德的将士都逃走了，唐军俘虏了五万人。李世民的安抚人心，以图以后好平定河北诸地，当天就遣散了俘虏，让他们返回家乡去了。