十一月初三日（12月10日），刘黑闼军攻陷沧州。初七日（12月14日），唐廷三易其帅，以皇太子李建成代替李元吉。十二月十一日（623年1月17日），刘军攻陷恒州，杀刺史王公政。[23]  十八日（1月24日），刘黑闼军攻打魏州（今河北大名县北）不下，与建成、元吉大军相峙于昌乐（今河南南乐）。太子李建成督兵进讨，取得节节胜利。

二十五日（1月31日），刘黑闼又在馆陶被唐军打得大败  刘黑闼带领队伍向北逃到了毛州（治馆陶，今属河北）。刘黑闼整顿部队，背靠永济渠列阵，建成、元吉联合组成一千多人的骑兵部队聚集在永济渠，经过一番猛烈冲刺搏杀，刘黑闼军被砍落水死的就有数千人，刘黑闼再次败逃，李建成命骑将刘弘基追击。

刘黑闼被刘弘基紧追不舍，得不到休息，路途遥远士卒疲劳。武德六年（623年）正月初五，刘黑闼逃到饶阳（今河北饶阳）时，跟着他的才一百多骑兵，大家都饥肠辘辘，想进城弄东西吃。刘黑闼委任的饶州刺史诸葛德威出城大礼迎接，请他们进城。

刘黑闼开始不同意，诸葛德威假装真诚恭敬，哭着坚持邀请。刘黑闼才走进城门，诸葛德威就指挥部队拘捕了他，送到李建成面前。二月，李建成在洺州将刘黑闼及其弟刘十善一并斩首，山东平定。