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此时，天已至中午，黄河北岸的战马也全部召回。
窦建德的军队在汜水东岸列阵，从早上到中午，士卒们饥渴难耐，身体疲倦，站累了之后，便全部坐在地上，有不少士卒跑来跑去找水喝。
无论将军还是士卒，心中都想着早点撤兵返回大营。
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李世民命令宇文士及，「宇文将军去试探一下，你带三百骑兵沿着汜水西岸，从北往南疾驰，看贼军是不是骚动。」
「如果发生骚动，说明贼军军令不严，你就涉过汜水向东出击。」
「如果不发生骚动，说明贼军军令严整，你就不要出击，带着人返回来。」
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宇文士及接到李世民的命令，带着三百骑兵，在敌阵之前沿汜水西岸疾驰，马队经过之处扬起阵阵烟尘。
窦建德的军队不知发生了什么事，纷纷骚动起来。
李世民看到之后，命令众将道，「可以出战了。我率玄甲兵先出击，大军在后面跟随。」
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军令下达之后，李世民率玄甲兵首先从虎牢关中杀出，涉过汜水，直接冲击敌阵，大军在后面紧紧跟随。
此时，窦建德的群臣正在对窦建德进行朝拜，看到唐军杀过来，纷纷向窦建德身边靠拢。
窦建德急招骑兵抵挡唐军，朝臣们却挡住了骑兵的道路。窦建德命令朝臣退到一边。
但是就在这一退一进之间，李世民所率的玄甲兵已冲到窦建德跟前。
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仓促之间，窦建德已无法号令军队，五万将士各自为战，闹哄哄乱作一团。
窦建德只顾自己保命，跨上马向东边的山坡逃去。窦轨紧追不舍，引兵在后面追击。
李世民的从弟，淮阳王李道玄，挺身冲入敌阵，从阵前冲到阵后，又从阵后冲到阵前，来来往往反复冲杀，身上多处中箭，仍然气势不减，拉弓射箭，所射之人皆应弦而倒。
李世民怕他年幼，有所闪失，命他在身边跟随自己。
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李世民率尉迟敬德、程知节、秦叔宝、宇文歆等人，卷起大唐旌旗，从阵前杀到阵后，在阵后守住通往虎牢关的入口，截断窦建德军队的退路，命人张开大唐的旗帜。
窦建德属下将士见后路被断，顿时军心涣散，瞬间溃不成军，纷纷弃械投降。
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