刘黑闼猛攻豪水县。豪水城四周的护城河有50步宽，黑闼便在城东北修筑两条甬道用来攻城。李世民三次带兵救援，均被黑闼阻击，无法前进。世民怕王君廓守不住城池，便召集众将领商议对策，行军总管罗士信请求代替王君廓守城。李世民准许，于是，登上城南的山顶，用旗语告王君廓，王奋力撕杀，突破包围，罗士信率兵200乘机进入城内。黑闼挥军昼夜猛攻。这几天，恰逢天降大雪，李世民的救兵无法增援。经过八天苦战，至2月25日，豪水城被攻陷，捉住唐猛将罗士信。刘黑闼素来知晓罗士信的才干，本不想杀害，但罗士信言辞态度强硬，黑闼遂将其斩首，当时罗士信仅20岁。2月29日，李世民攻拔豪水城。三月，李世民与李艺于豪水城南扎营，以部分兵力屯于豪水之北。刘黑闼多次挑战，李世民坚壁不战，却派奇兵切断了刘黑闼的运粮道。
秦王李世民与刘黑闼相持60多天。其间，双方都采取袭扰的策略打击对方。一天，唐将李世勣带兵逼近刘黑闼军营。刚刚被黑闼封为左仆射的高雅贤，在宴会上喝多了酒，头脑还不清醒，便单枪匹马去追逐李世勣，被李世勣的部将潘毛刺下马，随从继后赶到，扶高雅贤回营，未到营地就死了。刘黑闼从冀、贝、沧、瀛州运粮，水陆并用，唐将程名振率兵截击，弄沉了运输船，烧毁了运粮车。
同样，刘黑闼也暗中偷袭李世勣军营，李世民闻讯，迅即带兵突袭刘黑闼的背后，结果被刘黑闼包围。尉迟敬德率壮士冲入包围圈，李世民和略阳公李道宗才趁势脱险。李世民判断刘黑闼部队的粮食将尽，必定决一死战，于是派人在豪水上游筑坝截断河水，准备在交战的适当时机，决堤水淹敌军。
3月26日，黑闼率两万步兵、骑兵南渡豪水，逼近唐军营寨列阵，李世民率精锐骑兵将黑闼骑兵击败，接着，又以铁骑冲踏黑闼的步兵阵营。黑闼率军拼死力战，自中午战至黄昏，黑闼军渐渐不支，无法再坚持下去。这时，王小胡对刘黑闼说：“我们智能体力都已耗尽，应该快点逃走。”刘黑闼和王小胡逃走，其余的将士并不知道，继续格斗。唐军看时机已到，决开堤坝，河水顷刻间涌到战场，水深一丈多，刘黑闼的军队大败，一万多人被杀，几千人溺死，黑闼和范愿等200人逃入突厥，山东（指太行山东）大部分地区被唐军占据。
刘黑闼在突厥，参与了颉利可汗攻占代州，杀害总管定襄王李大恩的军事行动。6月1日，刘黑闼在突厥的支持下，侵犯山东（太行山以东）。6月17日，侵犯定州。他的旧部属曹湛、董康重新召集兵马响应。九月，刘黑闼再次攻陷瀛州，杀死刺史马匡武。
盐州人马君德以盐州城反叛归附刘黑闼。河北一带的局势再度动荡。
10月4日，在秦王李世民已于七月奉诏回长安的情况下，唐高祖任命齐王李元吉为领军大将军、并州大总管，率军进击刘黑闼军。五日，贝州（今河北武城）刺使许善护与黑闼弟刘十善战于夏津，许善护全军覆没。六日，唐右武侯将军桑显和于宴城（今河北束鹿东北旧城），将黑闼军击败，而此时唐观州剌吏刘会却举城降于刘黑闼的部队。
10月17日，唐淮阳王李道玄率军三万，与黑闼军战于下博（今河北深县东南）。由于副将史万宝与李道玄不和，史万宝率主力在后，按兵不动，结果，李道玄失败，被斩首。黑闼军消灭李道玄后，又击败了史万宝。李道玄死时才19岁，李世民深为痛惜，说：“道玄常跟随我征伐，见我深入敌阵，心中羡慕想要模仿，才会这样。”李道玄的败死，使山东唐军极为震骇，唐豪州总管庐江王李瑗弃城西逃，其余州县皆叛离唐军，归附刘黑闼。十日之内，黑闼完全收复了旧地。27日，黑闼进入豪州。11月3日，唐沧州剌史程大罗为黑闼所迫，弃城逃走。齐王李元吉，畏惧黑闼兵强，不敢进兵。11月7日，唐王朝经过一番微妙的策划，诏命太子李建成率军进攻刘黑闼，唐陕东道大行台及山东道行军元帅，河南、河北各州均受建成调度，并可自行决定征战大事，先行后奏。
十一月，刘黑闼率军南下，自相州以北的州皆归附黑闼，只有魏州总管田留安坚守不降，刘黑闼攻打魏州（今河北冀县）不下，便突然改变攻击目标，向南攻下元城（今山东莘县西南）。刘黑闼回军再攻魏州，仍无效果。这时，太子李建成、齐王李元吉的大军已经到达昌乐（今河北南乐西北），刘黑闼率军迎击，但两次列阵，都没有打就停下了。魏征对太子说：“以前打刘黑闼，他的将帅都预先写上名字处以死罪，妻儿被俘虏，因此，齐王前来，虽有诏书赦免刘黑闼党羽的罪过，但他们都不相信。如今应当全部放掉那些被囚禁和俘虏的人，加以安慰晓谕并放走，这样，就可以眼看着刘黑闼的势力分崩离析了！”太子听从了这个意见。
不久，黑阀军粮尽，士卒多逃跑，有的甚至捆着首领投降唐军。黑闼怕城中唐军杀出，与李建成大军内外夹击，便乘夜逃遁。黑闼行至馆陶，因永济桥尚未修好，无法渡河。二十五日，太子、齐王率大军赶到馆陶，刘黑闼让王小胡背河列阵，抗击唐军，自己督促架桥，架成后立即过河，但这时的黑闼军已无斗志，成溃散态势，士兵纷纷放下武器投降。
桥不坚固，唐大军刚渡过一千余骑，桥梁毁坏，使刘黑闼得以和几百骑兵逃脱。
刘黑闼被唐军追赶，日夜奔逃无法休息。武德六年正月五日，刘黑闼和随行一百多人，到达饶阳，他们十分饥饿、疲惫不堪。刘黑闼任命的饶州剌史诸葛德威出城迎接，并请入城，黑闼不进，诸葛德威便流着眼泪反复请求，刘黑闼看他很诚心的样子，就答应了。他们进城后在旁边的市场上稍事休整，吃些食物。
可是，还没吃完，诸葛德威就带兵来，把刘黑闼抓了起来，送给了太子李建成。刘黑闼和弟弟刘十善在豪州被斩。临刑前，刘黑闼叹息道：“我有幸在家种菜，却被高雅贤这些人害得落到如此下场！”
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