急忙带着数百骑兵，一溜烟逃遁远去：
黑闼恐城中兵出，与大军表里击之，遂夜遁。至馆陶，永济桥未成，不得度。壬申，太子、齐王以大军至，黑闼使王小胡背水而陈，自视作桥成，即过桥西，众遂大溃，舍仗来降。大军度桥追黑闼，度者才千馀骑，桥坏，由是黑闼得与数百骑亡去。 （《资治通鉴》）
馆陶之战，唐军通过一种兵不血刃的方式，不费一兵一卒，成功逼降、击溃了刘黑闼叛军的大部主力，迫使刘黑闼仓皇而逃。可以这样讲，馆陶之战的胜利，堪比于“洺水之战”大捷，是唐王朝第二次戡乱河北的关键转折点。这一仗的胜利，从根本上，改变了河北战场的形势。
至此，李唐王朝平定河北叛乱，似乎已经是板上钉钉的事情了。虽然，馆陶之战，刘黑闼主力全军覆没，大批旧部降于唐军。但是，叛军的首脑刘黑闼，却趁乱逃离，甩掉了唐军的追击。唐军只能眼睁睁地看着刘黑闼跑掉，而无计可施。这一次，绝不能放过刘黑闼，一定要抓住他。
李建成认为，只要刘黑闼还存活于世间，以他那种脑后反骨的天生反叛基因，一定会重新卷土而来，与大唐永久为敌。为了河北的长治久安，以及唐王朝的统治，就算是掘地三尺，也要把刘黑闼揪出来。所以，李建成制定了下一步的作战计划，不惜一切代价，追击叛军残部，争取生擒或斩杀刘黑闼。
刘黑闼逃走后，李建成从来没有停止对他的追讨。当时，李建成命令大将刘弘基，亲率唐军骑兵部队，大举渡过永济渠，追击刘黑闼残部。此时，强大的求生欲，激发着刘黑闼，不分白天黑夜，玩命地逃亡。同样，为了能够活捉刘黑闼，唐军追兵也在日夜兼程，马不停蹄地一路猛追。
正所谓插翅难逃。唐军已然布下了天罗地网，无论刘黑闼怎么逃，还是逃不出如来佛的五指山。最终，在唐军的层层围捕、追击之下，刘黑闼还是成了李唐的网中之鱼，并且，是被自己所信任的部下出卖，献给唐朝。
转眼间，到了武德六年（623年）正月，经过长途跋涉，刘黑闼逃至饶州。那时，饶州尚是刘黑闼的地盘。驻守饶州的正是刘黑闼的亲信——饶州刺史诸葛德威。正是这个诸葛德威，最终断送了刘黑闼的性命。
说句不好听的，这个时候的刘黑闼，实际上和丧家之犬已经没什么区别了。当刘黑闼逃到饶阳时，身边仅剩百余残兵，又累又饿，一点儿抵抗能力都没有了。因此，刘黑闼急需找一处落脚点，好好地休整一下。
就在这时，诸葛德威亲自出城，迎接刘黑闼一行入城。可是，刘黑闼却犹豫了，他不确定诸葛德威的忠诚度，毕竟自己现在一败涂地。他担心，诸葛德威与唐朝暗通款曲，故意诱自己入城，然后一网打尽。犹豫之下，刘黑闼保持了高度的警惕性，迟迟不肯入城，一直在城外逗留。
为了打消刘黑闼的疑心，诸葛德威竟然“涕泣固请”，当众呜咽流涕，哭唧唧地向刘黑闼表示忠心。最后，刘黑闼彻底放下戒心，跟随诸葛德威进城。走到城中市场的时候，刘黑闼一行人停下来休息，实在走不动了。为此，诸葛德威专门向他们馈赠食物。看上去好像关怀备至，实际则是暗藏杀机。
原来，诸葛德威早就与唐军取得联系，打算诱捕刘黑闼，送给唐朝，当个见面礼。所以，在刘黑闼等人正在吃饭时，诸葛德威一声令下，伏兵四出，遂将刘黑闼及百余随从，全部羁押拿下。刘黑闼猝不及防，成了他的瓮中之鳖。而后，诸葛德威举城降唐，同时，将刘黑闼等党羽、亲信，一并押解，送给太子李建成：
时太子遣骑将刘弘基追黑闼，黑闼为官军所迫，奔走不得休息，至饶阳，从者才百馀人，馁甚。德威出迎，延黑闼入城，黑闼不可；德威涕泣固请，黑闼乃从之。至城旁市中憩止，德威馈之食；食未毕，德威勒兵执之，送诣太子，并其弟十善斩于洺州。 （《资治通鉴》）
最终，太子李建成下令，将刘黑闼与其弟刘十善，押赴洺州，斩首示众。到头来，刘黑闼还是没能逃过一劫，落得个和故主窦建德一样身首异处的下场。临刑之前，刘黑闼发出一声悲叹：“我幸在家鉏菜，为高雅贤罪所误至此！”自己原来本本分分在家种菜度日，若不是被高雅贤等人撺掇，何至于此！
必须承认，刘黑闼是唐王朝一统天下道路上，所遇到的最顽强的敌人。他善于抓住时机，一呼百应，两次起兵反唐，将平静的河北搅得天翻地覆，令李唐王朝付出了巨大的代价。为了消灭这个顽敌，唐高祖李渊先后委派秦王李世民、太子李建成挂帅出征，由此可见，刘黑闼对唐朝的威胁之大；然而，刘黑闼终究只是昙花一现，风光过后，还是难逃覆亡的悲惨命运。在经历了洺水之战、馆陶之战的大败后，元气大伤，一蹶不振，成为了李唐王朝的阶下囚，身首异处，惨淡落幕。《旧唐书》中是这样评价刘黑闼的失败：
黑闼、开道，勇而无谋，顾其行师，祗是狂贼，皆为麾下所杀，驭众之道谬哉。 （《旧唐书·刘黑闼传》）
不管怎么说，随着刘黑闼、刘十善兄弟被斩于洺州，标志着河北地区最强大的一股反叛势力，被彻底连根拔起。李唐王朝戡乱河北，取得了决定