夏军败后，左仆射齐善行与建德之妻曹氏领百骑逃回洺州(今河北邯郸)，窦建德余下部众打算拥立窦建德养子为王，齐善行排众议，最后带领百官以及传国八玺向唐朝投降。武德四年(公元621年)七月，窦建德被送至长安处斩。李渊历数王世充的罪状，王世充回答说：“我的罪固然该杀，但秦王曾答应我不死”，李渊赦免，并且贬为庶人流放巴蜀。
没几日，王世充仇家独孤机的儿子独孤修德，趁著防守不备杀掉了王世充及其兄长，高祖仅罢免了独孤修德的官位，后来其他王氏亲族也以谋反罪被处死。窦建德被杀害后，昔日部下将士愤慨，推刘黑闼为王，半年内收复窦建德的旧地。武德六年(623年)，刘黑闼被李建成平定。
在决定天下归属 的虎牢关之战中，李世民将智谋、勇猛、耐心、果断等各种统帅才能发挥到了极至，窦建德率领精锐主力十余万人前来支援王世充，李世民仅用3500名玄甲精兵为前锋增援虎牢关，结果大破窦建德十余万众，窦建德仅率数百骑逃遁，随后，洛阳的王世充也被消灭。天下的局势完全转向了对唐军有利的一面。
李世民一举平定窦建德、王世充两大集团，统一中国北方，奠定唐朝版图基础，军功显赫，李渊特设天策上将策封李世民，也间接导致日后的玄武门之变。