隋末，群雄并起，逐鹿中原。唐灭刘武周后，李渊为统一天下，命令秦王李世民率军东征占据洛阳的王世充。

当时，窦建德占据河北，唐还要防范北方的突厥。为了集中兵力拿下洛阳，李渊遣使与窦建德言和，争取使其中立，又派太子李建成率军驻蒲坂(今山西永济西南)，以防突厥南犯。

窦建德当然明白唇亡齿寒的道理：唐灭掉王世充之后，下一个目标肯定是自己。于是，他决定联合王世充，对抗李渊。在李世民围困洛阳后，窦建德率军10余万西援洛阳。突厥颉利可汗为策应王世充，也率军南犯并州、石州(治今山西离石)等地。

面对这种危急情况，李世民召集众将商议对策。萧璃、屈突通、封德彝等多数人认为唐军长期作战，过于疲惫，一时难以攻下洛阳;而窦建德气势正盛，唐军将腹背受敌，主张退保新安，相机再战。

而郭孝恪则认为：王世充被我们围了很久，已经力尽计穷，他的失败，指日可待。而窦建德也有不利的条件：长途增援，粮道不通，这正是自取灭亡!

郭孝恪建议李世民“围城打援”：一边继续围困王世充，一边带兵占据虎牢关，“随机应变”。记室薛收也分析说：王世充保据东都，府库充实，所带领的部队，是江、淮精锐，他最大的问题是被围缺粮。一旦缺粮，跟我们打，他打不赢;守，他守不牢。窦建德带兵来援，自然也带来了粮草。一旦王世充有了粮草，这一仗还不知道要打到什么时候呢!现在应当深沟高垒围住洛阳，不与之交战。而大王你亲自带上精锐，迎战窦建德，战胜窦建德之后，洛阳也就不攻自破了。

李世民采纳了二人的建议，命齐王李元吉等继续围困洛阳，亲率精兵步骑进驻虎牢关，不久，全歼窦建德军。李世民随即移师洛阳，内无粮草、外无援助的王世充只好投降。

洛阳、虎牢之战，是唐统一战争中最关键之战，唐军取得“一举两克”的重大胜利，为唐朝统一大业奠定了基础。郭孝恪也因出众的谋略为李世民所常识，在召开庆功会时，李世民对诸将说：“郭孝恪谋擒建德之策，出诸人之右也。”