刘黑闼他与李世民整整对峙了接近两个月，粮草将要耗尽，后续的粮草，在运输的途中，又被程名振给烧毁了，终于沉不住气了，一天，他暗中派出大军偷袭李世绩的军营，想力图拔掉这颗洺水河北岸的眼中钉。

刘黑闼的军队和李世绩率领的军队打起来后，李世民率领军队绕道到达刘黑闼军队的后面冲杀，以图可以救援，结果被刘黑闼的军队团团围住。

尉迟敬德率领着壮士急忙的奋力杀入重围，将李世民、李道宗等人救了出来。双方损兵折将，都退出了二里地，维持原来的状态。

李世民得到程名振切断刘黑闼粮食运输这个好消息后，估计刘黑闼军营里的粮食也快耗尽了，刘黑闼一定会来决战。就预先在洺水河上游建立大的水坝蓄水，并且对守卫大坝的官吏说道：当我打击刘黑闼敌军的时候，等到敌军渡过洺水河一半儿的时候，打开大坝放水。

5月11日，刘黑闼率领步兵、骑兵2万人向南渡过洺水河，向大唐军营，摆开阵势，以图决战。

李世民先率领精锐骑兵，打败刘黑闼的骑兵，在趁着胜利回过头来，打击敌人的步兵，夺取了战场的主动权。

刘黑闼率领大军殊死搏斗，从中午一直打到黄昏，终于抵挡不住了，全军败退，想要渡过洺水河向北方逃窜。正当渡过洺水河一半的时候，守卫大坝的官吏，已经打开了大坝，洺水河汹涌而下，浪头高达一丈多高，立刻淹死了几千人。其余的来不及渡过洺水河的敌人，全部被大唐的军队围困的消灭了，打死了一万多人。只有刘黑闼、王小胡、范愿等200多人骑着马，事先渡过洺水河，得以逃脱。

刘黑闼逃窜后，大唐军队趁着胜利，夺取了洺州城，进而平定了黄河以北地区。

李世民打败刘黑闼之后，马上率领大军南下讨伐徐圆朗，李世绩随同南征。走到了半路，李世民奉诏书，奔驰着进到了京城长安，唐王李渊亲自到长安城东的长乐坂迎接。

李世民向唐王李渊汇报了战况，又说明了徐圆朗的形势，唐王李渊本想让李世民去做别的事儿，听到李世民分析之后，认为还是由他督军进行讨伐最为合适，于是又派他回到黎阳仓城，会合大军赶赴曹州济阴。

徐圆朗当时占据以兖州为中心的山东中部地区，听说刘黑闼战败后，一度惊恐万状，不知如何是好。后来在部下的蛊惑下，在自己头脑中帝王思想的驱动下，竟然利用山东名人刘世彻的威望，接连攻下了谯、杞两个州，气焰十分嚣张。

武德五年（622年）七月，李世民率领大军从济阴向东出发，向徐圆朗发起全面进攻，接连攻下了十几座城池，李世民见到淮、泗之间大致平定，便命令淮安王李神通、行军总管李世绩、任环等人继续围攻徐圆朗，自己则班师回朝。

这时，李世绩受命为齐州总管，率领齐州管内的唐军向南进攻兖州。

任环当时任河南道安抚大使，徐圆朗占据的兖州反叛，他正在宋州。当徐圆朗攻下楚丘之后，他成功的组织了，虞城保卫战，挡住了叛军的扩张。他率领大部队从宋州向北进攻兖州。