由於虎牢地形險阻，竇軍不能前進，駐紮了1個多月，多次作戰不利。四月三十日，李世民又派部將王君廓率輕騎千餘截擊竇建德運糧隊，竇建德軍更陷於不利境地，士氣低落、軍心渙散、將士思歸。
「世民，竇建德有可能會乘我軍草料將盡，牧馬河北的時候襲擊虎牢。」李世民聽了這話，看著若希，若希朝他點了點頭「我只能言進與此了，剩下的全靠你自己了。」
李世民聽後決定將計就計，於五月初一率兵一部過河，從南面逼進廣武，觀察竇軍形勢，留馬千餘匹在河中沙洲放牧，以誘竇建德出擊，晚上再返回虎牢。
次日，竇建德果然中計，全部自板渚(今滎陽北黃河南岸)西出，在汜水東岸佈陣，北依大河，南連鵲山(今河南滎陽西南)，正面寬達二十里，擂鼓挑戰。
李世民率軍在汜水西岸列陣相持，登高瞭望，然後對部下說「他們兵起山東，沒打過什麼敗仗，今天他們逼城而陣，看來對我軍有輕敵之心。如今竇軍已經中計，我們等他們飢餓疲勞時再攻打。」
於是決定按兵不動，另派一小隊兵與竇建德軍周旋，同時派人將留在河北的人馬召回，待竇建德軍氣衰，再一舉將其擊破。 看著登高指揮，臨危不亂的李世民，若希感歎不愧是以後當皇帝的人，這種計謀、氣勢旁人是無法比的。
時至中午，竇建德軍士卒饑疲思歸，全部坐了下來，又爭搶喝水，秩序紊亂。
此時，李世民突然發起進攻，命宇文士及帶三百騎兵經竇建德軍陣西而南，先行試陣，並告誡他說：「竇建德軍如嚴整不動，即應回軍，如陣勢有動，則可引兵東進。」宇文士及部經竇軍陣前時，竇軍陣勢果然動亂。李世民見時機成熟，遂下令出擊，親率輕騎衝鋒，主力繼進，東涉汜水，直撲竇軍大營。此時竇建德君臣正在議事，唐軍突臨。竇建德軍未及列陣抵抗，倉猝應戰，被迫東退。唐將竇抗率部緊迫，被竇建德軍頑強擊退。李世民見進攻不利，便率驍將史大奈、程咬金、秦叔寶、宇文歆等精銳突入其陣，從陣後展唐旗。
這時就見秦叔寶橫槍躍馬，從敵軍正面一直殺到敵軍背面，他手持唐軍軍旗，又從敵軍背面殺到敵軍正面，千軍萬馬之中，縱橫馳騁，勇不可擋，敵軍心生怯意，陣腳大亂，看到唐旗竇建德軍士卒以為大營被佔，迅速崩潰，唐軍追擊三十里，竇軍被斬首三千餘級，五萬人被俘。
亂軍中，竇建德中槊受傷，退至牛口渚，唐車騎將軍白士讓、楊武威追至，竇建德於慌亂中墜馬，被抓獲。唐軍主力回師洛陽，並且壓竇建德至洛陽城下與王世充對話，王世充眼見竇建德被抓，其主力已經潰敗，大勢已去，洛陽城不會再有援軍，走投無路之下，被迫於五月初九率太子、群臣等二千餘人獻城投降。
看著打了勝仗的李世民，若希心中感慨不已，自己只是透露一點訊息，他就能迅速利用安排作戰計劃，並置敵與死地，這才是歷史上真正的李世民。