必然会取胜。我和各位相约，一过正午，肯定能打败他们”窦建德轻视唐军，派三百骑兵涉过汜水，在离唐营一里地方停止。派人通报李世民说：“请挑选几百名精兵和他们打着玩玩。”李世民派王君廓带领二百名长枪手应战，相互交锋，骤进骤退，双方不分胜负，各自返回营地。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，李世民制止他说：“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，众人没有敢阻挡的。李世民让他去召回黄河以北的牧马，等他返回才出战。
建德列陈，自辰至午，士卒饥倦，皆坐列，又急饮水，逡巡欲退。世民命宇文士及将三百骑经建德陈西，驰而南上，戒之曰：“贼若不动，尔宜引归，动则引兵东出。”士及至陈前，陈果动，世民曰：“可击矣”时河渚马亦至，乃命出战。世民帅轻骑先进，大军继之，东涉汜水，直薄其陈。建德群臣方朝谒，唐骑猝来，朝臣趋就建德，建德召骑兵使拒唐兵，骑兵阻朝臣不得过，建德挥朝臣令却，进退之间，唐兵已至，建德窘迫，退依东陂。窦抗引兵击之，战小不利。世民帅骑赴之，所向皆靡。淮阳王道玄挺身陷陈，直出其后，复突陈而归，再入再出，飞矢集其身如猬毛，勇气不衰，射人，皆应弦而仆。世民给以副马，使从已。于是诸军大战，尘埃涨天。世民帅史大奈、程知节、秦叔宝、宇文歆等卷旆而入，出其陈后，张唐旗帜，建德将士顾见之，大溃，追奔三十里，斩首三千余级。建德中槊，窜匿于牛口渚。车骑将军白士让、杨武威逐之，建德坠马，士让援槊欲刺之，建德曰：“勿杀我，我夏王也，能富贵汝。”武威下擒之，载以从马，来见世民。世民让之曰：“我自讨王世充，何预汝事，而来越境，犯我兵锋”建德曰：“今不自来，恐烦远取。”建德将士皆溃去，所俘获五万人，世民即日散遣之，使还乡里。
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。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，告诫他：“敌人如果不动，你就带兵返回，如果动了，就领兵东进。”宇文士及到窦建德阵前，敌阵果然动了，李世民说：“可以打了”这时黄河滩上的牧马也已到达，于是下令出击。李世民率领轻骑先出发，大军跟随在后，向东涉过汜水，直扑敌阵。窦建德的群臣正在朝谒，唐军骑兵突然降临，朝臣都跑向窦建德，窦建德召骑兵抵御唐军，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。窦抗带兵攻打他，交战后形势稍不利。李世民率领骑兵赴援，所向披靡。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，放箭射人，都应声倒地。李世民把自己备用的战马送给他，让他跟随自己，于是各军大战，战场上尘土飞扬遮天蔽日。李世民率领史大奈、程知节、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，迅速崩溃，唐军追出三十里，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：“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，来见李世民。李世民斥责窦建德道：“我们讨伐王世充，与你有什么相干，竟跑到你的领土之外，来与我们交战”窦建德说：“现在我不自己来，恐怕以后还得烦您远途去攻取。”窦建德的将士都逃走了，唐军俘虏了五万人，李世民当天就遣散了俘虏，让他们返回家乡。
封德彝入贺，世民笑曰：“不用公言，得有今日。智者千虎，不免一失乎”德彝甚惭。
封德彝进帐表示庆贺，李世笑着说：“没听您的话，才有今天的胜利。智者千虎，难免有一失呀”封德彝羞愧万分。
建德妻曹氏与左仆射齐善行将数百骑遁归州。
窦建德的妻子曹氏和左仆射齐善行带着几百名骑兵逃回州。
甲子，世充偃师、巩县皆降。
甲子初七，王世充的偃师、巩县均降唐。
乙丑，以太子左庶子郑善果为山东道抚慰大使。
乙丑初八，唐任命太子左庶子郑善果为山东道抚慰大使。
世充将王德仁弃故洛阳城而遁，亚将赵季卿以城降。秦王世民囚窦建德、王琬、长孙安世、郭士衡等至洛阳城下，以示世充。世充与建德语而泣，仍遣安世等入城言败状。世充召诸将议突围，南走襄阳，诸将皆曰：“吾所恃者夏王，夏王今已为擒，虽得出，终必无成。”丙寅，世充素服帅其太子、群臣、二千余人诣军门降。世民礼接之，世充俯伏流汗。世民曰：“卿常以童子见处，今见童子，何恭之甚邪”世充顿首谢罪。于是部分诸军，先入洛阳，分守市肆，禁止侵掠，无敢犯者。
王世充的将领王德仁放弃旧洛阳城逃跑，副将赵季卿以城降唐。秦王李世民押解着窦建德、王琬、长孙安世、郭士衡等人到洛阳城下，给王世充看。王世充流着泪和窦建德接话，于是李世民让长孙安世等人进城叙说失败的情况。王世充召集诸将商议突围，准备南奔襄阳，众将领都说：“我们依赖的是夏王窦建德，如今夏王已被俘，我们就是突围，最终也无法成功。”丙寅初九，王世充身穿白衣带领郑国的太子、百官及二千多人到军营门前投降。李世民按礼节接受他们投降，王世充俯下身汗流浃背。李世民说道：“你总认为我是个小孩，如今见了小孩，为什么这么恭敬”王世充叩头谢罪。于是李世民分派出一部分人，先进入洛阳，分别把守市场商店，禁止骚扰抢掠，没有一人敢违犯禁令。
丁卯初十，李世民进入洛阳宫城，命令记室房玄龄先进入中书省和门下省，收集隋朝的地图户籍、制文诏书，但已经都被王世充销毁，没有找到什么。又命令萧、窦轨等人封存了隋的仓库，没收金钱布帛，颁赐给将士们。拘押了罪行特别大的十几名王世充的同党，有段达、王隆、崔洪丹、薛德音、杨汪、孟孝义、单雄信、杨公卿、郭什柱、郭士衡、董睿、张童儿、王德仁、朱粲、郭善才等，在洛水岸边斩首。当初，李世与单雄信很要好，发誓同生共死。等到唐平定了洛阳，李世说单雄信骁健无比，请求用自己所有的官爵来赎单雄信，李世民不准。李世再三请求仍不得，痛哭着退下。单雄信对他说：“我早知道你办不成事。”李世说：“我不惜余生，和兄长你一同死；但是既然将这条命献给了国家，事情就无法两全。况且我死了以后，谁照顾兄长你的妻儿呢”于是割下一块大腿肉，让单雄信吃下，说道：“让这块肉随兄长化为尘土，也许可以不负当年的誓言吧”老百姓痛恨朱粲的残忍，争相用瓦块砖头砸他的尸体，不一会儿堆成了一座小山。李世民拘押了韦节、杨续、长孙安世等十几个人送往长安。老百姓没有罪而被王世充关押起来的，一律释放；被杀死的，作诔文加以祭奠。
初，秦王府属杜如晦叔父淹事王世充。淹素与如晦兄弟不协，谮如晦兄杀之，又囚其弟楚客，饿几死，楚客终无怨色。及洛阳平，淹当死，楚客涕泣请如晦救之，如晦不从。楚客曰：“者叔已杀兄，今兄又杀叔，一门之内，自相残而尽，岂不痛哉”欲自刭，如晦乃为之请于世民，淹得免死。
秦王李世民在阊阖门办公，苏威请求参见，但自称年老有病不能行礼。李世民派人去责备他说：“您是隋朝宰相，国家危亡不能匡扶，致使君主被弑、国家灭亡。见了李密、王世充都能叩头行礼，现在既然年老有病，就不必麻烦相见了。”后到了长安，苏威又请求参见，仍然不准。苏威既老又穷，再也没能做官，死在家中，年纪八十二岁。
秦王世民观隋宫殿，叹曰：“逞侈心，穷人欲，无亡得乎”命撤端门楼，焚乾阳殿，毁则天门及阙；废诸道场，城中僧尼，留有名德者名三十人，余皆返初。