Mediauppspelning stöds inte på den här enheten
Mål från Liam Polworth och Ross Draper på fem minuter sätter Caley 2-0 framåt på halvtid.
En fantastisk Miles Storey volley tidigt i andra halvan förseglade en första seger på åtta matcher och lyfte Thistle till inom fyra punkter i County i sjätte.
County, som skulle paradera League Cup runt Dingwall efteråt, avrådde en handfull chanser.
Det var ett fruktansvärt slut på en fantastisk vecka för värdarna, som hade återhämtat sig från sin Hampden heroism för att rädda en punkt på St Johnstone på onsdag.
Mediauppspelning stöds inte på den här enheten
Men detta visade sig stämma för långt efter ett hektiskt schema nyligen inför en skara på strax under 6.000.
Alex Schalk, som gjorde vinnaren mot Hibs på Hampden, gav nästan Ross den perfekta starten, men hans dykhuvud från Richard Fosters kors räddades väl av Owain Fon Williams.
Andrew Davies, som regisserade en rubrik bred, Jackson Irvine - snärtar bollen förbi Fon Williams men klipper utsidan av inlägget - och Liam Boyce med en rubrik alla missade ytterligare chanser för County.
Storey och Carl Tremarco, med en åskande volley som sprack av baren, kan ha gjort mål för Caley innan de bröt dödläget i 32: a minuten.
Marcus Fraser förlorade sin ägodel med brist på siffror på baksidan och Storey bröt sig loss, hittade Polworth på kanten av lådan och han valde självsäkert sin plats över Woods.
De fördubblade snabbt sin ledning när Draper kapitaliserade på rymden i området och svalt slitsade förbi de onrusande skogarna.
Tistel har kämpat för mål på senare tid, men tre minuter efter återupptagandet, Storey sköt en fantastisk dipping volley förbi Woods från kanten av området för att skicka de besökande fans vilda.
Caley kunde då försöka plocka av sina värdar och Josh Meekings kom nära att ansluta på baksidan post.
Polworth klippte också baren på avstånd och en väl genomförd taktisk plan gav en bekväm vinst.
En klinisk Inverness Caley Thistle förstörde Ross Countys firande med en femte raka derbyvinst på Dingwall.