率军驻扎在都梁山。
李孝逸率领大军抵达临淮，偏将雷仁智率军与徐敬业交战，失利，李孝逸心生畏惧，按兵不动。监军殿中侍御史魏元忠对李孝逸说：“天下的安危，就在这一战了。天下太平的时间已经很久了，忽然听说有人叛乱，众人都翘首以盼，等待朝廷诛杀叛贼。如今大军长时间停留不进，远近的人都会感到失望，万一朝廷另外任命其他将领来取代你，你用什么理由来逃避逗留观望、贻误战机的罪责呢！”李孝逸于是率领大军进军。壬寅日，马敬臣率军在都梁山进攻并斩杀了尉迟昭。
十一月，辛亥日，朝廷任命左鹰扬大将军黑齿常之为江南道大总管，率军讨伐徐敬业。韦超率领部众占据都梁山，将领们都说：“韦超凭借险要的地势固守，士兵们无法施展勇猛，骑兵们无法施展脚力；况且走投无路的贼寇会拼死作战，攻打他们会损失很多士兵，不如分兵围困这里，大军直接奔赴江都，捣毁他们的巢穴。”支度使薛克构说：“韦超虽然占据险要地势，但他的兵力并不多。如今如果留下很多兵力围困，那么前线的兵力就会被分散；如果留下的兵力太少，最终会成为后患，不如先攻打他们，一定能攻克，攻克了都梁山，那么淮阴、高邮的叛军就会闻风瓦解。”魏元忠请求先攻打徐敬猷，将领们说：“不如先攻打徐敬业，徐敬业失败后，徐敬猷自然会不战而降。如果攻打徐敬猷，那么徐敬业会率军援救，我们就会腹背受敌。”魏元忠说：“不是这样的。叛贼的精锐部队，都集中在下阿溪，他们是乌合之众，利于速战速决，万一我们失利，大事就完了！徐敬猷出身于赌徒，不熟悉军事，他的兵力单薄，军心容易动摇，大军一到，很快就能攻克。徐敬业即使想要援救，计算路程也一定赶不及。我们攻克徐敬猷后，乘胜进军，即使有韩信、白起那样的名将，也抵挡不住我们的锋芒。如今不先攻取弱小的敌人，却急于攻打强大的敌人，这不是好计策。”李孝逸听从了他的建议，率军攻打韦超，韦超趁夜逃跑；又进军攻打徐敬猷，徐敬猷脱身逃走。
庚申日，徐敬业率领军队凭借下阿溪的险要地势抵抗官军，后军总管苏孝祥趁夜率领五千人，乘坐小船渡过溪水率先发起进攻，结果战败，苏孝祥战死，士兵们掉进溪水里淹死的超过一半。左豹韬卫果毅渔阳人成三朗被徐敬业擒获。唐之奇欺骗众人说：“这就是李孝逸！”准备将他斩首，成三朗大声呼喊说：“我是果毅成三朗，不是李将军。官军现在大批赶到了，你们很快就要被打败了。我死了，妻子儿女会享受荣华富贵，你们死了，妻子儿女会被官府没收为奴婢，你们最终比不上我！”于是成三朗被斩首。
李孝逸等各路大军相继赶到，多次交战都失利。李孝逸害怕了，想要率军撤退，魏元忠和行军管记刘知柔对李孝逸说：“现在风向有利，荻草干燥，这是火攻的好时机。”坚决请求与叛军决战。徐敬业的军队布阵已经很久了，士兵们大多疲惫不堪，军心涣散，阵型无法整顿；李孝逸率军发起进攻，趁机顺风放火，徐敬业的军队大败，官军斩杀七千多人，淹死的人不计其数。徐敬业等人率领轻骑兵逃入江都，带着妻子儿女逃往润州，准备从海路逃往高丽；李孝逸率军进驻江都，分别派遣将领追击徐敬业。乙丑日，徐敬业逃到海陵地界，遭遇大风，无法出海，他的部将王那相砍下徐敬业、徐敬猷和骆宾王的首级前来投降。其余的党羽唐之奇、魏思温都被逮捕，他们的首级被送到神都，扬州、润州、楚州三州的叛乱被平定。
陈岳评论说：徐敬业如果能够采纳魏思温的计策，直接进军黄河、洛水流域，专心致力于匡复王室的大业，即使军队战败、自身被杀，也算是忠义之士。然而他荒谬地希望凭借金陵的帝王之气图谋霸业，这就真的成了叛逆，他不失败还等什么呢！
徐敬业起兵叛乱时，命令徐敬猷率领五千士兵，沿着长江向西进军，攻取和州的土地。前任弘文馆直学士历阳人高子贡率领几百名同乡抵抗徐敬猷，徐敬猷无法向西进军。高子贡因功被任命为朝散大夫、成均助教。
丁卯日，郭待举被罢免职务，改任左庶子；朝廷任命鸾台侍郎韦方质为凤阁侍郎、同平章事。韦方质是韦云起的孙子。
十二月，刘景先又被贬为吉州员外长史，郭待举被贬为岳州刺史。
当初，裴炎被关进监狱时，单于道安抚大使、左武卫大将军程务挺曾秘密上奏为他申辩，因此违背了太后的旨意。程务挺向来和唐之奇、杜求仁关系很好，有人诬陷他说：“程务挺和裴炎、徐敬业暗中勾结，图谋反叛。”癸卯日，太后派遣左鹰扬将军裴绍业到军中斩杀了程务挺，查抄了他的家产。突厥人听说程务挺死了，到处设宴饮酒，相互庆贺；又为程务挺修建祠堂，每次出兵征战，必定到祠堂里祈祷。
太后因为夏州都督王方翼和程务挺曾经共事，关系向来亲密友好，而且王方翼是被废黜的王皇后的近亲，就征召他入朝，关进监狱，后来王方翼被流放到崖州，最终死在那里。