刘黑闼闻讯大惊，即命范愿率万人留守洛州，亲带大军北上，阻挡罗艺。
李世民闻报刘黑闼离城北上，遂命部将程名振至洺州城西大堤，用战鼓六十具疾擂，洛州全城震动。范愿大惧，急派人去禀告汉东王。
刘黑闼恐洛州有失，只得撤兵还救，使弟刘十善与行台张君立带兵一万，抵挡罗艺。
罗艺率幽州军前至鼓城，与刘十善战于徐河（今河北徐水）。
刘十善哪里是罗艺对手？且又以寡敌众，故而一战即败，损失八千余人，只引不足二千残部奔回。罗艺乘胜大进，接连攻取定、乐、廉、赵四州，俘获汉东王尚书刘希道。
刘黑闼不敢与罗艺正面相敌，于是只得放弃相州，撤到列人营设防守卫。因闻部将李去惑将洺水县城（今河北曲周西）献降唐军，由是大怒，便率主力大军来攻。
当时洺水守将，乃是唐朝大将王君廓。因接受李去惑献降，率五百骑兵入城镇守。
刘黑闼率军来至，命于城东北筑两个甬道，以抵挡城上矢石，猛烈进攻。李世民率军三次增援，都被刘黑闼挡住，无法靠近。
李世积道：若刘黑闼将甬道修至城下，此城必然守之不住，必使猛将往救。
李世民便问众将：谁愿前去代替王君廓守城？
罗士信挺身而出：末将愿突围进城，替彭国公出来。
李世民赞道：也只有将军，方是刘黑闼对手。
于是便命罗士信前往。又命传令兵登上洺水城西南高坡，以旗语招引王君廓出城。
王君廓看懂旗语，遂率军力战突围而出；罗士信趁机透营而进，率二百人入城，接替王君廓以守。此时天降大雪，刘黑闼昼夜攻城，又命在雪中埋伏铁蒺藜，使唐军无法增援。
八日之后，洺水城破，罗士信独杀百余叛将，最终力尽被俘。
刘黑闼喜其勇猛，亲自招降，罗士信宁死不屈，并破口大骂。刘黑闼大怒，终命将罗士信斩杀，年仅二十三岁。
数日后大雪初停，李世民闻报罗士信首级悬于城门，非常悲伤。于是亲自修书，遣使持书并携重金入城，赎其遗体及首级以归，缝合安葬，赐谥号为勇。
历史演绎：在《隋史遗文》及《隋唐演义》中，罗士信事迹尚能与正史吻合，只增其与秦琼结义，后保护秦母反出山东情节。《说唐》中虚构罗成，就是以罗士信为原型。而在《大唐秦王词话》中，便说罗成字士信，将二人合而为一。在民间评书中，罗士信乃是隋唐第一猛，号今世孟贲，有一双飞毛腿，天生神力，又水性过人。曾力撼双牛，两战来护儿，活捉魏文通，生擒伍天锡。又大战李元霸，杀死仇成，后攻江都时掉进陷阱，被乱箭射死。
李世民既葬罗士信，便依洺水列阵，欲寻刘黑闼决战。先分遣突袭部队，截断敌军运粮通道，然后进逼刘黑闼左仆射高雅贤大营。
高雅贤当日在营中大醉，闻报唐军已至营外，不由大怒，遂乘醉单骑出战。
李世民见来将在马上东倒西歪，不由好笑，遂使裨将潘毛出战。潘毛纵马而出，只用五个回合，便将此窦建德昔日麾下名将一刀斩于马下。
高雅贤部军由是四散，逃归东汉王大营。李世民便命潘毛为先锋，往攻刘黑闼军营。
汉东王出营列阵，闻败回军士报说来将斩杀高雅贤，不由大怒，便欲亲自出马，为左仆射报仇。身后偏将王小胡叫道：杀鸡何用宰牛刀？待末将出马，与他大战三百回合！
由是纵骑上前，两马相交，只一个回合，便生擒潘毛以归。
刘黑闼见而大奇，说道：便是这个毛虫，杀我左仆射耶！
便命将其斩首，亲引军来迎李世民主力。李世民闻说前军已败，潘毛被斩，遂引军而回，不与刘黑闼正面交战。
三日过后，刘黑闼粮尽，急于决战，便使人渡过洺水，至唐营索战。
李世民却坚守壁垒不应，并命尉迟恭率军堵住洺水上游，嘱道：来日等刘黑闼过河，全军半渡时挖开堤坝，放水淹之。
尉迟恭领命，引军而去。
刘黑闼见唐军不出，果然忍耐不住，乃率步骑两万，渡过洺水来战。因见水浅不过没膝，遂令不必搭桥，皆都涉水以渡。
尉迟恭闻听下游人喊马嘶，一声令下，命众军掘开大坝。洪水吼声如雷，直奔而下。
汉东军皆都身穿重铠涉水，不及脱下，由是随波逐流，或溺于河底，或顺水而下。李世民便命众军立于岸上，轮番向河中射箭，一时矢集如雨。汉东军皆成标靶，由是溃不成军，被射死一万余人，复被淹死数千。
刘黑闼大败，只带千余名未及下河军士远遁，逃往突厥。
花开两朵，各表一枝。按下刘黑闼兵败，复说徐圆朗一路。
当时唐将盛彦师正被囚禁徐圆朗军中，趁徐圆朗起兵响应刘黑闼反唐，便率部众冒死逃回长安。唐高祖赞其忠义，任命为宋州总管，使齐州总管王薄为副，引齐州兵马围攻须昌（今山东东平）。盛彦师到至齐州，命王薄向谭州（今山东章丘）征调兵粮。
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