\"孟海公这厮当真以为背靠黄河便能高枕无忧？\"窦建德说着，突然挥鞭指向冰面，镶着狼牙的鞭梢在月光下划出冷芒，\"传令！两千先锋即刻踏冰过河，每人间隔五步，遇冰裂则以木板铺路！\"
窦建德率十万大军自河北根据地（今衡水、沧州一带）南下，趁黄河封冻期（约620年12月中旬）突破天险，主攻孟海公核心领地曹州（治所济阴县，今山东菏泽市定陶区）。
夏军先攻取雷泽县（今菏泽东北）作为前进基地，之后夺取乘氏县（今巨野县龙堌镇），切断曹州孟军与巨野泽水军的联系。不久，孟海公副将蒋善合献城投降，窦建德获得了大野泽（巨野泽）西岸的控制权。之后，夏军更是攻占了孟海公军事要地濮水关（今鄄城县旧城镇），掌控黄河渡口楚丘戍（今曹县桃源集），取得了向豫东扩张的跳板。
孟海公依托巨野泽水网节节抵抗，\"苦战旬日，河水为赤\"。终因实力悬殊，于武德四年（621年）正月城破被俘，余部被窦建德收编。
窦建德接收孟海公部300艘战船（含20艘五牙战舰）后，夏军实力发生了结构性变化。这些五牙战舰原为隋炀帝征高句丽时期所造，经改造后吃水仅12米，专为巨野泽浅水区作战设计。船上配置有改良型连弩舷窗，每舷12具连弩射程达150步，使夏军首次具备体系化内河作战能力。
与此同时，窦建德通过控制句阳盐泽（今山东东明县）获得战略资源，该盐池年产盐30万石，占隋末山东盐产量的40。他创设盐铁转运使，将食盐与河北生铁捆绑交易，《贞观政要》记载此举“岁得绢百万匹”，经济实力暴涨。
之后，为巩固新占区，窦建德对孟海公旧部的连环坞堡实施全面改造。在40里水寨加装活动吊桥控制航道，将72处陆堡改建为三阶烽燧系统，具备预警、阻击、囤兵三重功能，更于巨野泽深处设置浮岛箭楼，以空船载土筑成作战平台，构建起水陆立体的防御体系。
然而这场看似成功的兼并，却在战略层面埋下了致命隐患。窦建德耗费两月时间（621年1-3月）