短短五個月時間，劉黑闥連敗李淵派來的李神通與李藝，相繼攻陷了冀州、洺州、相州、黎州、衛州、刑州、趙州、莘州，完全收復了竇建德故地，而兵勢比之更加猛烈。
李淵見此情勢，只好詔命秦王李世民、齊王李元吉統兵八萬，征討劉黑闥。
經歷了武牢關大戰，李世民用兵已經相當老辣。
況且，大唐已經初定天下，能夠動用的資源和兵力遠非劉黑闥所能比擬。
此次出戰河北，李世民將戰略重心放在了劉黑闥的大本營——洺州城，他要直搗黃龍府。
李世民先是從河北西部予以佯攻，吸引劉黑闥主力來攻，待劉黑闥帶兵來到，他卻玩起了貓捉老鼠的遊戲。
之後，他命幽州總管李藝從北面攻擊劉黑闥，李藝拼命作戰，連克定、欒、廉、趙四州，劉黑闥聞訊大驚，急忙調動大軍向北前去救援。
李世民見調虎離山之計奏效，即命唐軍主力全線攻擊洺州城，很快就佔領了城池。
劉黑闥正在北方酣戰，聽說老巢被端掉，遂率領主力回師洺州，雙方在洺州城下展開了激烈的爭奪。
洺州城四面環水，步兵很難攻到城下，劉黑闥命士兵在城東北築起兩道甬道，並四處徵兵圍攻城池。
幾日後，劉黑闥修好的甬道反倒給唐軍幫了大忙，他們借甬道的便利，直接攻上城頭。
劉黑闥力敵不過，只好悻悻地率兵逃走。
劉黑闥不甘丟棄洺州城，他又從各地徵兵運糧，想要再次奪回洺州城。
李世民命部將切斷劉黑闥的糧道，併火燒運量的船舶和車馬，致使劉黑闥陷入困境。
李世民料定，劉黑闥不久之後將會來決戰，於是他效法韓信，在洺水上游築堰填壩，致使河水變淺。
劉黑闥這次下了血本，他一次徵集了兩萬騎兵，想要前往洺州城與李世民決一死戰。
在戰馬泅渡洺水之時，李世民命守堰的將軍決堤防水。
洪水咆哮而下，劉黑闥騎兵主力被滔天洪水席捲着流向東方，幾乎全都餵了魚鱉。
等到洪水散盡，李世民帶兵前來收拾殘局，幾乎沒有耗費什麼兵力，就將對方消滅殆盡。
劉黑闥無奈，只帶着百餘親兵北逃突厥。
河北再度平定。
而駐防任務，李淵下詔讓李世民交給李元吉，對他則另有新的任命。