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这一仗其实是心理战，李世民只带了寥寥数人就敢到窦建德门口耀武扬威，而且还胜利而归，简直就有些望风披靡的味道，它给窦部的心理冲击是非常巨大的。
窦建德与李世民在虎牢关相持到四月，窦军久攻不下，接连小败，军中士气低落，李世民又派大将王君廓袭击窦的补给线，战况开始对窦军不利。窦的谋臣凌敬建议放弃进攻虎牢关，采用围魏救赵之计，趁唐军精锐尽在洛阳城下无法脱身之机，全军直扑唐的根据地关中，李世民势必进退两难，不得不从洛阳撤兵，而窦军则可立于不败之地，最坏的结果也不过是撤回河北而已。窦本已打算采纳凌的建议，但王世充的告急使者每天络绎于道，在窦面前痛哭流涕苦苦哀求，同时又贿赂窦左右将领，让他们在窦面前贬低凌敬，坚持不撤兵，窦不知是侠义精神发作，还是仍然想继续刘彬的一箭双雕之计，反正最终没有采纳凌敬的建议。于是，窦无视相持所带来的种种不利，继续与李世民进行攻防战。
五月，李世民认为时机成熟，终于出兵与窦会战。双方于上午到达战场，夏军漫山遍野而来，李世民则坚守不动，相持到中午，夏军已又渴又饿又累，李世民趁机猛攻，并亲自冲锋陷阵。当时窦建德正召集群臣集会，李世民精兵直冲窦建德大营，窦手下众文官立刻狼奔豕突，大营中一片混乱，窦军的指挥系统陷于瘫痪。夏军将士虽然奋战，无奈指挥部被摧毁，最后终于不支溃败，仅被俘虏的就多达五万。
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窦在突围时中槊受伤，逃到牛口渚终于不支坠马，被唐将白士让、杨武威追上，白要下手杀窦，窦急忙大叫“勿杀我，我夏王也，能富贵汝”，一世豪杰，到此生死关头，也忍不住哀求饶命了。当天，李世民以胜利者的姿态与窦见了面，问窦说，我自管进攻王世充，关你什么事，大老远跑来送死?窦默然半晌，答到“今不自来，恐烦远取”。对这句话一直有不同理解，有人认为窦乘兴而来，却落得如此下场，穷极无聊下自我解嘲，但这样就简直是一副摇尾乞怜之态，未免太不符合窦的风格，因此这句话可以理解成很正式的意思，那就是“为了争天下，你我早晚将有一战，就算这次我不来攻你，你也会去攻我，何必说那么多废话世充见面，窦、王二人唯有相对流泪。王世充见大势已去，不得不开城投降。七月，李世民凯旋回到长安，将窦建德、王世充向李渊献俘。李渊一向很有兴趣将被俘的敌方首领公开处斩，比如薛仁果、李轨、萧铣、李子通等人都是死于长安，窦建德也没能例外，被斩于长安市中。
