马元规没有办法，便决定和隋军决战。毕竟其部远多于隋军，倒不如将其击破，反而是省了危机。
薛献不同意，认为太过冒险，但扭不住马元规。
于是唐军近万人马一路追击，在新城县南面遇到了隋军，便列阵以待决战。
眼看唐军追来，众将大喜，准备决战，徐世勣却言道：“唐军轻装远来决战，即使携带干粮，也难以在战斗中进食，不到傍晚便会人饥马乏，士气衰落。我们再趁势攻击，必获全胜。”
隋军遂按兵不动。两军对阵到傍晚时分，唐军饥饿难耐，皆有退意。
徐世勣见时机已到，立即下令发起勐攻。各部也乘势从东西两面夹击，疾声呼应。唐军惊扰，阵势大乱，叁军溃散。
隋军奋力勐追，唐军大败，精锐全部被歼，马元规被生俘，而薛献等人率数十骑逃回金州。
隋军乘胜向东，遂全取淅阳郡。