正月二十日
唐陕东道大行台尚书令、天策上将、秦王李世民，奉命统军出征洺州，讨伐叛乱的刘黑闼。
正月二十九日，唐军进军肥乡，在麾下谋士长孙无忌的建议下，派大将屈突通率轻骑数千人，绕后断绝刘黑闼运粮的通道。
总结了之前几次唐军战败的经验，李世民认为虽然李渊说过要速战，但不可贸然进兵，应该凭借唐军优秀的后勤保障，兵力优势打呆仗。
于是唐军并没有直接向洺州黑闼军发起进攻，而是稳扎稳打，并在洺水南岸立下营寨，与对岸的叛军对峙起来，丝毫没有着急的意思。
但这就让刘黑闼十分难受了，苦于唐军断他粮道，从其他地方输往前线的粮草时常不能及时赶到，导致军中粮草不济，士兵怨声载道。
无奈，刘黑闼只能被迫急于出战，亲自率步骑精兵二万人，南渡洺水。
三月六日，清晨，天蒙蒙亮，黑闼军两万人从浓浓的迷雾中显露。
刘黑闼自以为凭借浓雾，便可轻易迫近唐军营寨，殊不知李世民早已命斥候营在洺水那南边拉起十数里长的绳索，上挂悬铃，每十步设一岗哨。
故而黑闼军南渡洺水的行动早已被唐军知晓。
为了将这股冒进的敌军全数留在南岸，李世民亲率精锐骑兵，从营寨南边出营，也凭借浓雾，绕过黑闼军前来的方向。
在黑闼军正全力攻打己方营寨时，猛击他后阵的骑军。
因为黑闼军骑军没有动起来，没有速度加成，被唐军骑兵肆意杀戮，崩溃后，唐骑乘胜冲击践踏他的步兵，黑闼军大败。
这时驻守营寨的唐将白宾下令早已准备好的生力军出营，与李世民前后夹击。
黑闼军原地崩溃，士卒慌不择路，四散而逃，大部分向着洺水方向奔去。
刘黑闼见大势已去，知道若原路返回只能被唐军擒杀，于是带着仅剩的二百多亲骑，顺着洺水南岸，一路向西，遁入太行山，接着转向北，投奔盟友突厥人而去。
此战唐军斩首万人，俘虏了刘黑闼的全部部众，河北也顺势而定。
等到局势稍微稳定后，便得知南边的叛军徐圆朗与唐徐州刺史白宗之部鏖战于金乡。