趋平壤。以李勣为辽东道行军大总管，江夏王道宗副之，张士贵、张俭、执失思力、契苾何力、阿史那弥射、姜德本、曲智盛、吴黑闼为行军总管隶之，帅骑士六万趋辽东。诏曰：“朕所过，营顿毋饬，食毋丰怪，水可涉者勿作桥梁，行在非近州县不得令学生、耆老迎谒。朕昔提戈拨乱，无盈月储，犹所响风靡。今幸家给人足，只恐劳于转饷，故驱牛羊以饲军。且朕必胜有五：以我大击彼小，以我顺讨彼逆，以我安乘彼乱，以我逸敌彼劳，以我悦当彼怨，渠忧不克邪！”又发契丹、奚、新罗、百济诸君长兵悉会。
十九年二月，帝自洛阳次定州，谓左右曰：“今天下大定，唯辽东未宾，后嗣因士马盛强，谋臣导以征讨，丧乱方始，朕故自取之，不遗后世忧也。”帝坐城门，过兵，人人抚慰，疾病者亲视之，敕州县治疗，士大悦。长孙无忌白奏：“天下符鱼悉从，而宫官止十人，天下以为轻神器。”帝曰：“士度辽十万，皆去家室。朕以十人从，尚恧其多，公止勿言！”帝身属橐房，结两箙于鞍。四月，勣绩济辽水，高丽皆婴城守。帝大飨士，帐幽州之南，诏长孙无忌誓师，乃引而东。
勣攻盖牟城，拔之，得户二万，粮十万石，以其地为盖州。程名振攻沙卑城，夜入其西，城溃，虏其口八千，游兵鸭渌上。勣遂围辽东城。帝次辽泽，诏瘗隋战士露骼。高丽发新城、国内城骑四万救辽东。道宗率张乂君逆战，君乂却。道宗以骑驰之，虏兵辟易，夺其梁，收散卒，高以望，见高丽阵嚣，急击破之，斩首千馀级，诛君乂以徇。帝度辽水，彻杠彴，坚士心。营马首山，身到城下，见士填堑，分负之，重者马上持之’群臣震惧，争挟塊以进。城有硃蒙祠，祠有锁甲、铦矛，妄言前燕世天所降。方围急，饰美女以妇神，诬言硃蒙悦，城必完。勣列抛车，飞大石过三百步，所当辄溃，虏积木为楼，结絙罔，不能拒。以冲车撞陴屋，碎之。时百济上金旐铠，又以玄金为山五文铠，士被以从。帝与勣会，甲光炫日。会南风急，士纵火焚西南，熛延城中，屋几尽，人死于燎者万馀。众登陴，虏蒙盾以拒，士举长矛舂之，蔺石如雨，城遂溃，获胜兵万，户四万，粮五十万石。以其地为辽州。初，帝自太子所属行在，舍置一烽，约下辽东举烽，是日传燎入塞。
进攻白崖城，城负山有厓水，险甚。帝壁西北。虏酋孙伐音阴丐降，然城中不能一。帝赐帜曰：“若降，建于堞以信。”俄而举帜，城人皆以唐兵登矣，乃降。初，伐音中悔，帝怒，约以虏口畀诸将。及是，李勣曰：“士奋而先，贪虏获也。今城危拔，不可许降以孤士心。”帝曰：“将军言是也。然纵兵杀戮，略人妻孥，朕不忍。将军麾下有功者，朕能以库物赏之，庶因将军赎一城乎。”获男女凡万、兵二千。以其地为岩州，拜伐音为刺史。莫离支以加尸人七百戍盖牟，勣俘之。请自效，帝曰：“而家加尸，乃为我战，将尽戮矣。夷一姓求一人力，不可。”禀而纵之。
次安市。于是高丽北部傉萨高延寿、南部傉萨高惠真引兵及靺鞨众十五万来援。帝曰：“彼若勒兵连安市而壁，据高山，取城中粟食之，纵靺鞨略吾牛马，攻之不可下，此上策也。拔城夜去，中策也。与吾争锋，则禽矣。”有大对庐为延寿计曰：“吾闻中国乱，豪雄并奋，秦王神武，敌无坚，战无前，遂定天下，南面而帝，北狄、西戎罔不臣。今扫地而来，谋臣重将皆在，其锋不可校。今莫若顿兵旷日，阴遣奇兵绝其饷道，不旬月粮尽，欲战不得，归则无路，乃可取也。”延寿不从，引军距安市四十里而屯。帝曰：“虏堕吾策中矣。”命左卫大将军阿史那社尔以突厥千骑尝之，虏常以靺鞨锐兵居前，社尔兵接而北。延寿曰：“唐易与耳。”进一舍，倚麓而阵。帝诏延寿曰：“我以尔有强臣贼杀其主，来问罪，即交战，非我意。”延寿谓然，按甲俟。帝夜召诸将，使李勣率步骑万五千阵西岭当贼，长孙无忌、牛进达精兵万人出虏背狭谷，帝以骑四千偃帜趋虏北山上，令诸军曰：“闻鼓声而纵。”张幄朝堂，曰：“明日日中，纳降虏于此。”是夜，流星堕延寿营。旦日，虏视勣军少，即战。帝望无忌军尘上，命鼓角作，兵帜四合，虏惶惑，将分兵御之，众已嚣。勣以步槊击败之，无忌乘其后，帝自山驰下，虏大乱，斩首二万级。延寿收馀众负山自固，无忌、勣合围之，彻川梁，断归路。帝按辔观虏营垒曰：“高丽倾国来，一麾而破，天赞我也。”下马再拜，谢氵兄于天。延寿等度势穷，即举众降。入辕门，膝而前，拜手请命。帝曰：“后敢与天子战乎？”惶汗不得对。帝料酋长三千五百人，悉官之，许内徙，馀众三万纵还之，诛靺鞨三千馀人，获马牛十万，明光铠万领。高丽震骇，后黄、银二城自拔去，数百里无舍烟。乃驿报太子，并赐诸臣书曰：“朕自将若此，云何？”因号所幸山为驻跸山，图破阵状，勒石纪功。拜延寿鸿胪卿，惠真司农卿。候骑获觇人，帝解其缚，自言不食且三日，命饲之，赐以屩，遣曰：“归语莫离支，若须军中进退，可遣人至吾所。”帝每营不作堑垒，谨斥候而已，而士运粮，虽单骑，虏不敢钞。
帝与勣议所攻，帝曰：“吾闻安市地险而众悍，莫离支击不能下，因与