窦建德的大军之前据东原与唐军对峙虎牢，东原即为东广武，而李隐侦察敌情时去的广武，则是西广武，东西广武皆在广武山上，相去二百步左右，间隔着深涧。
广武山在今广武县，其山东连荥泽，西解汜水，连亘五十里，据《史记》记载，楚汉相争之时，项羽与刘邦临广武驻军，筑城对峙。
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由于窦建德的军队人多势众，让人不由生畏，使得唐军诸将都出现了惊慌的神情。
李隐带几名骑兵登上高丘望敌阵，对诸将道：“敌人从山东起兵，还没有碰见过强大的对手，如今身涉险境却很喧嚣，没有纪律，逼近城池排列战阵，有轻视我们的意思。我们如果按兵不动，他们的勇气自然就会衰竭，列阵时间一长士卒饥饿，势必就会自动撤退，我们再追上去攻击，必然会取胜。我和各位相约，一过正午，肯定能打败他们！”
看着自信满满的李隐，诸将的神色才安定了下来，敌军实力虽强，但他们相信，战无不胜的晋王，一定会带着他们打赢这一仗的！
窦建德这时先派了三百骑兵涉过汜水，在离唐营一里地方停止，派人通报李隐道：“唐军若有胆量，请挑选几百名精兵和他们我军这三百骑兵比试一二。”
李隐派裴行俨带领二百名骑兵出营应战，双方相互交锋，骤进骤退，难分胜负，就在双方准备各自返回营地的时候，裴行俨忽然转身独骑杀入敌方阵营，勇不可挡，在砍杀了十数人后，他搭箭射向窦军的骑兵将领。
窦军的骑兵将领应声倒地，裴行俨再带人冲杀，窦军的三百骑兵遂大败而回。
这场小战，虽不影响大局，但却裴行俨的大胜而归，却极大的激励了唐军的士气，而窦军的士气也稍有回落，窦建德之所以派三百骑来挑衅，心中其实是不免对李隐有轻视之意，正如之前李隐对诸将所料那样。
这时，窦建德的将领王琬骑着隋炀帝杨广生前的坐骑青骢马，穿着新光发亮的铠甲，拿着精美的兵器，远离阵前向唐军众人夸耀。
李隐是爱马之人，不禁感叹道：“他骑的真是匹好马啊！”
尉迟敬德听后，请命道：“大将军既然看上了那匹马，就让末将前去将那厮的坐骑抢来献给大将军就是。”
李隐连忙摇头制止他道：“怎么能为了一匹马而让一员猛士去冒险呢？”
尉迟敬德不听，和副将高甑生、梁建方等人骑马直冲入敌阵，活捉了王琬，牵着他的坐骑奔回唐营，众人没有敢阻挡的。
李隐让尉迟敬德去召回黄河以北的牧马，打算等他返回后才会出战。
趁这个时间，李隐致函窦建德：“赵、魏地区，历来为我大唐所有，现被窦公您所侵夺，只因为淮安王被俘受到公之礼遇，又蒙送回同安公主，所以彼此真诚相待放弃旧怨。王世充最近与公修好，但已有多次反复，现在王世充的灭亡就在眼前，却花言巧语引诱公，公于是就率领三军之众，来听从调遣，千金的军费，白白为别人而消耗，实在不是上策。
如今与窦公的前哨相遇，他们不堪一击，我所以稍挫公的锐气，是希望您能听从善意的劝告，主动退兵，如果公不听，恐怕将会后悔莫及。”
窦建德看后，立即将李隐的信件烧毁了，向身边的将领笑道：“敌军主帅李隐，慑于我军的威势，只能耍一下这种小手段了。”诸将听后，都故作轻松的附和起来。
及至这天的午时，窦建德大军已列阵接近三个多时辰之久，士卒们饥饿疲惫，都坐了下来，又争着喝水，迟疑着想撤退，这果然应验了李隐之前所说的，窦军纪律不足。
这时，李隐接到了尉迟敬德传回的消息，他即将带着黄河滩上放牧的那些战马返回。
于是李隐命令程咬金带三百骑兵，经过窦建德军阵西边向南奔驰，向程咬金吩咐道：“敌人如果不动，你就带兵返回，如果动了，就领兵东进。”
程咬金到窦建德阵前，敌阵果然动了，李隐紧握拳头道：“交战的时机到了！”
这时黄河滩上的战马也已到达，于是李隐下令全军出击。李隐率领轻骑先出发，大军跟随在后，向东涉过汜水，直扑敌阵。
窦军没想到一直龟缩营寨中的唐军会突然出击，唐军骑兵突然降临时，窦建德的群臣正在向窦建德朝谒，见了敌军后，朝臣都向窦建德跑去，而窦建德正召骑兵抵御唐军，因朝臣阻隔骑兵过不去。
最后还是窦建德挥手令朝臣退下，但这一进一退之际，唐军已到阵前，窦建德形势窘迫，后撤靠近东面的山坡，唐军大将苏定方按李隐事情对他的指示，立即带兵攻打窦建德，交战后形势稍不利。
李隐率领骑兵赴援，所向披靡，尉迟敬德挺身冲锋陷阵，直冲出敌阵后方，又重新返回冲入阵中，几番进出，身上中了数箭，勇气仍然不减，放箭射人，都应声倒地。
厮杀间，裴行俨的坐骑被伤势过重而死，李隐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。
李隐率领罗士信、尉迟敬德、黄君汉、裴行俨等人将旌旗卷起，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，斩杀了上万敌人。
窦建德在混乱中也被唐军的长枪刺中，逃窜东面的牛口渚躲避。
之前出战诱敌的程咬金，一直牢记着李隐托付他的话：“窦建德对自身的防御不严，若是其大军一乱，便有将其擒杀的机会！”
这时程咬金见窦建德慌忙逃窜后，便立即带着三百骑兵向窦建德追去，窦建德本已受伤，见到忽然杀出的程咬金后，一时间心急如焚，拼命拍马，使得伤口崩裂，吃痛之下，竟摔落了马下。
程咬金见此，顿时狂喜，很快便带着骑兵杀到了窦建德身边，将其团团围住了。