620 年 7 月，唐稳定西北局势之后，即由李世民统帅大军进攻王世充，王世充自知不敌，向窦建德求救，为了维持夏政权在河北、山东的统治，为向西部作进一步发展，窦建德对李唐进攻王世充决不会坐视不救，在 621 年 3 月击败孟海公后，便亲率十万大军援助王世充。
唐遣李世民前去虎牢，据险御敌，阻止窦建德西进，然后伺机而战，将窦建德打垮。这计运用的结果，窦建德为虎牢之险所阻，不能西进，陷于进退维谷之境。5 月间，唐军伪装粮草完尽，引诱窦建德军前来决战，窦建德中计，全军出动，自板渚出牛口布阵，北距大河，西薄汜水，南达鹊山，长达二十里。李世民立于高处看窦建德的阵势，曾说窦军“风险而嚣，是无纪律，逼城而阵，有轻我心”，即不难看出唐军的动态。
李世民按兵不动，以逸待劳，用部分部队吸引住窦建德军全部。直到晌午，窦军“士兵饿倦，皆坐列，又争饮水”，阵势紊乱，李世民看到决战时机已到，即以轻骑渡汜水进攻窦军。此时窦建德与群臣正在聚合，仓促应战，阵势大乱。李世民率精锐插入窦军阵后，并改换唐旗帜，窦军更加混乱，甚至迅速溃散。唐军追杀三十里，俘获五万余人，窦建德也受伤被擒。