竇建德的大軍之前據東原與唐軍對峙虎牢，東原即爲東廣武，而李隱偵察敵情時去的廣武，則是西廣武，東西廣武皆在廣武山上，相去二百步左右，間隔着深澗。
廣武山在今廣武縣，其山東連滎澤，西解汜水，連亙五十里，據《史記》記載，楚漢相爭之時，項羽與劉邦臨廣武駐軍，築城對峙。
由於竇建德的軍隊人多勢衆，讓人不由生畏，使得唐軍諸將都出現了驚慌的神情。
李隱帶幾名騎兵登上高丘望敵陣，對諸將道：“敵人從山東起兵，還沒有碰見過強大的對手，如今身涉險境卻很喧囂，沒有紀律，逼近城池排列戰陣，有輕視我們的意思。我們如果按兵不動，他們的勇氣自然就會衰竭，列陣時間一長士卒飢餓，勢必就會自動撤退，我們再追上去攻擊，必然會取勝。我和各位相約，一過正午，肯定能打敗他們！”
看着自信滿滿的李隱，諸將的神色才安定了下來，敵軍實力雖強，但他們相信，戰無不勝的晉王，一定會帶着他們打贏這一仗的！
竇建德這時先派了三百騎兵涉過汜水，在離唐營一里地方停止，派人通報李隱道：“唐軍若有膽量，請挑選幾百名精兵和他們我軍這三百騎兵比試一二。”
李隱派裴行儼帶領二百名騎兵出營應戰，雙方相互交鋒，驟進驟退，難分勝負，就在雙方準備各自返回營地的時候，裴行儼忽然轉身獨騎殺入敵方陣營，勇不可擋，在砍殺了十數人後，他搭箭射向竇軍的騎兵將領。
竇軍的騎兵將領應聲倒地，裴行儼再帶人衝殺，竇軍的三百騎兵遂大敗而回。
這場小戰，雖不影響大局，但卻裴行儼的大勝而歸，卻極大的激勵了唐軍的士氣，而竇軍的士氣也稍有回落，竇建德之所以派三百騎來挑釁，心中其實是不免對李隱有輕視之意，正如之前李隱對諸將所料那樣。
這時，竇建德的將領王琬騎着隋煬帝楊廣生前的坐騎青驄馬，穿着新光發亮的鎧甲，拿着精美的兵器，遠離陣前向唐軍衆人誇耀。
李隱是愛馬之人，不禁感嘆道：“他騎的真是匹好馬啊！”
尉遲敬德聽後，請命道：“大將軍既然看上了那匹馬，就讓末將前去將那廝的坐騎搶來獻給大將軍就是。”
李隱連忙搖頭制止他道：“怎麼能爲了一匹馬而讓一員猛士去冒險呢？”
尉遲敬德不聽，和副將高甑生、樑建方等人騎馬直衝入敵陣，活捉了王琬，牽着他的坐騎奔回唐營，衆人沒有敢阻擋的。
李隱讓尉遲敬德去召回黃河以北的牧馬，打算等他返回後纔會出戰。
趁這個時間，李隱致函竇建德：“趙、魏地區，歷來爲我大唐所有，現被竇公您所侵奪，只因爲淮安王被俘受到公之禮遇，又蒙送回同安公主，所以彼此真誠相待放棄舊怨。王世充最近與公修好，但已有多次反覆，現在王世充的滅亡就在眼前，卻花言巧語引誘公，公於是就率領三軍之衆，來聽從調遣，千金的軍費，白白爲別人而消耗，實在不是上策。
如今與竇公的前哨相遇，他們不堪一擊，我所以稍挫公的銳氣，是希望您能聽從善意的勸告，主動退兵，如果公不聽，恐怕將會後悔莫及。”
竇建德看後，立即將李隱的信件燒燬了，向身邊的將領笑道：“敵軍主帥李隱，懾於我軍的威勢，只能耍一下這種小手段了。”諸將聽後，都故作輕鬆的附和起來。
及至這天的午時，竇建德大軍已列陣接近三個多時辰之久，士卒們飢餓疲憊，都坐了下來，又爭着喝水，遲疑着想撤退，這果然應驗了李隱之前所說的，竇軍紀律不足。
這時，李隱接到了尉遲敬德傳回的消息，他即將帶着黃河灘上放牧的那些戰馬返回。
於是李隱命令程咬金帶三百騎兵，經過竇建德軍陣西邊向南奔馳，向程咬金吩咐道：“敵人如果不動，你就帶兵返回，如果動了，就領兵東進。”
程咬金到竇建德陣前，敵陣果然動了，李隱緊握拳頭道：“交戰的時機到了！”
這時黃河灘上的戰馬也已到達，於是李隱下令全軍出擊。李隱率領輕騎先出發，大軍跟隨在後，向東涉過汜水，直撲敵陣。
竇軍沒想到一直龜縮營寨中的唐軍會突然出擊，唐軍騎兵突然降臨時，竇建德的羣臣正在向竇建德朝謁，見了敵軍後，朝臣都向竇建德跑去，而竇建德正召騎兵抵禦唐軍，因朝臣阻隔騎兵過不去。
最後還是竇建德揮手令朝臣退下，但這一進一退之際，唐軍已到陣前，竇建德形勢窘迫，後撤靠近東面的山坡，唐軍大將蘇定方按李隱事情對他的指示，立即帶兵攻打竇建德，交戰後形勢稍不利。
李隱率領騎兵赴援，所向披靡，尉遲敬德挺身衝鋒陷陣，直衝出敵陣後方，又重新返回衝入陣中，幾番進出，身上中了數箭，勇氣仍然不減，放箭射人，都應聲倒地。
廝殺間，裴行儼的坐騎被傷勢過重而死，李隱把自己備用的戰馬送給他，讓他跟隨自己，於是各軍大戰，戰場上塵土飛揚遮天蔽日。
李隱率領羅士信、尉遲敬德、黃君漢、裴行儼等人將旌旗捲起，衝入敵陣，從陣後而出，打開唐軍旗幟，竇建德的士兵回頭看見唐旗在陣後飄揚，迅速崩潰，唐軍追出三十里，斬殺了上萬敵人。
竇建德在混亂中也被唐軍的長槍刺中，逃竄東面的牛口渚躲避。
之前出戰誘敵的程咬金，一直牢記着李隱託付他的話：“竇建德對自身的防禦不嚴，若是其大軍一亂，便有將其擒殺的機會！”
這時程咬金見竇建德慌忙逃竄後，便立即帶着三百騎兵向竇建德追去，竇建德本已受傷，見到忽然殺出的程咬金後，一時間心急如焚，拼命拍馬，使得傷口崩裂，吃痛之下，竟摔落了馬下。
程咬金見此，頓時狂喜，很快便帶着騎兵殺到了竇建德身邊，將其團團圍住了。