贞观七年，新罗遣使入朝，状告百济攻取新罗四十余城，并且与高句丽联合，图谋断绝新罗入朝之路，乞求大隋出兵救援新罗。杨崇以陈棱为平壤道行军大总管、徐世绩为辽东道行军大总管、张伯坚为神丘道行军大总管分三路攻打高句丽，除原有准备作战的各部外，增发河北、江南、山东、巴蜀、东北十一万府兵和番兵参战。
徐世绩命苏定方、杨思摩为前锋，率军渡过辽水，辽东城在飞艇的围攻下六日而破，高句丽的千里长城在最坚固的地方被撕开了一个缺口；延寿率领的十万高句丽和靺鞨的联军来援，兵败被擒投降，随同降者三万多人。黄城、银城的高句丽军队都弃城逃走，数百里区域没有人烟，所夫孙率领两万高句丽军队死守安市城；
坚守半个月以后，隋将司空行的右备身卫大军赶到，利用霹雳炮和回回炮的狂攻，第二天一炮击中安市城谯楼，声如雷霆，举城震动。所夫孙亲自冲上城头督战，被隋军斥候发现，司空行安排二十艘飞艇顺着风向越城而过，轮番对城楼所夫孙率领的高句丽军队轰炸，趁机发动四面攻城。
城中矢石如雨，高句丽军民伤亡惨重，苦战到傍晚，西城墙被轰塌一截，宇文成都一马当先杀进城中，高句丽不分男女全部冲出家门接战。火光冲天，双方一直厮杀到天明，隋军在这种情况下只能逢人就杀，战到天明，所夫孙战死，高句丽军民四万三千人只剩不到六百人生还，大部分还是儿童。
隋军随后一路南下，先后占领白岩、卑沙、麦谷、银山等城；陈棱水师与高句丽水军发生海战，大破高句丽水师，杀敌四千，登岸成功后在易山击败高句丽骑兵五千人，斩首两千。张伯坚、王雄诞、罗士信率水陆军十万跨海在百济熊津江口登陆；新罗王春秋担任了隋军嵎夷道行军总管，率新罗十一万大军从东面夹击百济。
高句丽上下明白这是灭国之战，盖苏文一面命豆方娄尽起白山一带的高句丽和靺鞨联军，出兵白山从侧面迂回，围魏救赵；一面亲自指挥十万大军坐镇南苏城，命安固指挥三万联军驻守泊灼城，命温沙门指挥两万联军确保联系东西两侧的积利城。
辽东都护王挺指挥程名振、阿固郎四万联军东进，联合勿吉各部击退豆方娄，从东侧逼近白山；苏定方率两万骑在石城击破温沙门，占据石城，逼近积利城，从西侧威胁白山。盖苏文接到败报，却无法出兵，百济动用二十万兵力在古沙城与隋军决战，在天雷等武器的攻击下，被罗士信一万铁骑冲垮，全军大败，降者八万，古沙城、刀先城先后被攻陷，隋军已经直逼百济都城泗沘。
盖苏文明白，百济的民族构成不像高句丽这么单调，除了上流层的扶余人，还有韩人、新罗人、高句丽人、倭人和汉人，加上儒学和佛教的影响，战争之心远不如高句丽。果然，在隋军登陆的第十天，百济都城泗沘被攻陷，百济王义慈及太子隆、次子以及得安城、久知下城的守军在还有三分之二领土的情况下投降。
高句丽的侧翼完全暴露在大隋的直接攻击之下，徐世绩大军在稍作休整后攻占新城，斩首一万多级；徐世绩命司空行、杨延石、契苾何力率领五万大隋和突厥、契丹联军继续攻打辽水附近高句丽城池，不到一个月，包括辱夷、大行、扶余三座大城在内，隋军攻克二十二城。盖苏文无奈，强行出兵突袭，虽然击败了契苾何力，但是被苏定方的迂回大军和张金树率领的重骑兵夹击，等司空行全军出动，高句丽军队被杀得血流成河，阵亡五万人，被俘两万多人。
徐世绩挟大胜之威，连克金山、南苏、木底、苍岩四座大城，扶余川中四十余城都望风归降；盖苏文只能命豆方娄、温沙门调集五万大军袭击扶余城，骚扰隋军后方，为鸭绿江防线争取时间。没想到徐世绩早有准备，高句丽大军在萨贺水与隋军遭遇，隋军斩获三万多人，乘胜攻占大行城。
至此，隋军兵锋直指鸭绿栅，高句丽实际上只剩两个区域，一个是在鸭绿江与汉江之间的平壤区域，一个是在群山环抱中的洞沟平原，那里是高句丽起家的地方，平原城、山城、国内城、丸都山城四座历史上的都城都在那里。
高句丽还是拒绝了投降，阚棱率领水师的小船进入鸭绿江，配合契苾何力、杨延石渡江，双方在鸭绿江边血战了一天一夜，高句丽阵亡三万多人，全军大败，被后续过河的张金树追奔两百余里，攻占辰夷城。附近其他各城守军不是逃跑，就是投降，徐世绩大军挺进到平壤城下，包围了平壤，不过可惜的是盖苏文抢先一步逃离了平壤。
司空行的右备身卫负责攻城，脂水、天雷轮番被扔进城里，只看见平壤城每天都是熊熊大伙，两百多架霹雳炮和回回炮日夜轰炸，不过六天的时间，荣留王高建武就在僧人信诚的劝说下，率首领九十八人持白幡投降，盖苏文的长子泉男建负隅顽抗，被刘仁轨生擒。豆方娄、温沙门在得知高建武投降后，率领积利城、平原城、山城、国内城、丸都山城等处的四万守军投降。
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