秦王立即率唐军夺回洺水城，双方打得不可开交，最终李世民花4天时间收复了洺水城。同时一改之前防守状态，命人修建大坝拦住洺水河上游水流，又截杀给刘黑闼大军补给粮草的士兵。
被秦王逼的穷途末路的刘黑闼忍无可忍，不得不倾巢而出，统领2万大军跨过几乎干涸的洺水河与唐军决一死战！秦王这下新仇旧恨一起算，双方在洺水河杀红了眼，从中午打到黄昏，战况十分激烈！
终于刘黑闼大军不敌群情激涌的唐军，丢盔弃甲而逃。大军逃至洺河对岸，被早已伏击在河上游的唐军挖开堵住的河道，大水决堤，洪水泛滥！刘黑闼数万大军须臾之间便被大水淹没，死伤无数。
唐军此时如同砍瓜切菜一般，打杀四散的敌军，很快，敌军几乎全灭。刘黑闼眼见局势非常不妙，当即扔掉大部队，带领剩下200人一路逃命投奔东突厥。
洺水一战，虽然没能诛杀刘黑闼，但基本瓦解刘黑闼在河北的复起之势。消除了河北旧部势力对李唐的威胁，为李唐真正统一中原奠定了基础。李世民本人也因此次战役威望远超兄长李建成，为后来的玄武门之变埋下了伏笔。
洺水一战后，李唐王朝占据了中原大部分地区，整个天下都基本收归李唐囊中。东西北方俱已收复，就只剩下南方孤立称帝的辅公祏。
