击退了高丽援军以后，李积当即指挥唐军将士“负土填堑”，准备向辽东城发起进攻。唐太宗也在马上负土递送，于是，随从官员一起与将士负土致于城下。不几日，城下沟堑俱被填满。接着，李积下令先用抛车攻城。该攻城抛车体积庞大，可将重达三百余斤的巨石抛出一里之外，所至皆摧，高丽守军十分惧怕。
为了防御巨石袭击，守军用巨木在城上建筑遮挡的战楼并用粗大的绳索结网企图拦截飞石，但仍被抛车所发巨石击溃。随后唐军又用撞车清除辽东主城左近的副楼，无不倾倒。就这样，唐军接连攻城二十多天，昼夜不息。李积与张俭等，率领骁锐与契丹等少数民族兵一起，攻辽东城南。李道宗和张士贵等，攻辽东城西，李宏基等率兵填其濠堑，唐太宗亦率所统六军相助，将辽东城包围数十百重，水泄不通，鼓噪之声，震天动地。五月十七日，南风劲吹，唐太宗以火弩齐射，点燃了西南城楼，大火燃及城中住宅，火光冲天，接着下令精锐士卒登上冲竿之顶，一举登上城墙。高丽守军举大盾以短兵反冲击，企图夺回城墙，唐军以长矛列阵下击，后面的唐军在城墙上以擂石奋力下砸，高丽军终于抵挡不住，被歼一万余人，俘虏高丽军一万余人，俘获城中男女四千，获得粮食五十万石。唐太宗遂以辽东城置辽州，并举烽火入塞，向李治所居定州通告捷报。
五月二十八日，唐军在辽东城稍事休整后，又向白岩城挺进。次日，右卫大将军李思摩被流矢所中，唐太宗亲自为其吮血，唐军将士无不感动，故人人作战时均决死奋击不畏生死。盖苏文遣乌骨城万余守军援救白岩城。唐将契苾何力率劲骑八百迎击，挺身冲入敌阵，铁骑冲突，纵横披靡。高丽军以长矛相拒，一时间战阵中长矛乱扎，契苾何力深入敌阵，被敌刺中腰部，血流如注。尚辇奉御薛万备挺槊单骑往救，在万众之中，将何力救回。何力勇气益奋，略略包扎，束疮再战，身边从骑奋击，高丽援军大溃，唐军追杀十余里，斩首千余级而还。后契苾何力伤口恶化，太宗亲自为他上药，并且将当时刺伤何力的高丽兵高突勃抓获，任何力处置。可是契苾何力这个少数民族将领并没有因为私怨随便处置高突勃，而是说：“彼为其主冒白刃刺臣，乃忠勇之士也，与之初不相识，非有怨仇。”于是将此人放过。
六月初一，李积率部抵达白岩城下。该城依山临水，四面险绝。但城主孙代音却胆小如鼠，当他听说辽东城被唐攻破的消息后，即遣使请降。但当唐军抵达白岩城下以后．他觉得自己的城池地形险要，而且还有乌骨城的援兵，便反悔了当初的决定，企图凭险抵抗。可是乌骨城的援兵被轻易击破，李积率军将城池团团围住，用抛车、撞车攻城，飞石流矢，雨集城中。不久，唐太宗亦率六军抵达白岩西北，听到孙代音反悔后大怒，诏令军中：“得城当悉以人物赏战士。”
于是，唐军攻势更加猛烈。孙代音的如意算盘这下子打不响了，看到唐军攻势大盛，城池也摇摇坠，而且太宗有言在先，城破之后等待他的下场必然是极为凄惨的，于是赶紧又遣心腹请降．约定唐军临城后，以“投刀钺为信”。唐太宗遂把唐军旗帜交给使者，并说：“必降者，宜建之城上。” 可是这样一来唐军将士不干了，本来还盼着打下城池能有巨大的收获，可是人家一投降，那之前的努力也就功亏一篑了。所以李积帅甲士数十人进谏说：“士卒所以争冒矢石，不顾其死者，贪虏获耳。令城垂拔，奈何更受其降，孤战士之心。”太宗是个马上皇帝，自然不会用腐儒的那一套仁义道德来劝解手下的将士，于是说：“纵兵杀人而虏其妻孥，朕所不忍。将军麾下有功者，朕以库物赏之，庶因将军赎此一城。”以重金赏赐的办法平息了手下将士的不满。
不久，孙代音果然把唐军旗帜插于白岩城上，城中兵民都以为唐军已经登城，遂相率归降。由此，唐军获城中男女数万。唐太宗临水设置帐帏受降，给城中百姓赏赐食物，年八十以上赐以锦帛．他城之兵在白岩者，全加慰谕，分给粮饷器仗，予以释放，任其所之。又以白岩城为岩州，以孙代音为刺史。原被盖苏文所遣援助盖牟城而被唐军俘获的加尸城七百多名高丽兵士，被唐太宗的优抚战俘的政策所感动，均请从军效力。但唐太宗却说：“汝为我战，莫离支必杀汝妻子”，故对其赏赐粮饷，全予遣放。六月三日，唐太宗又将盖牟城改为盖州。
六月十一日，唐太宗率军从白岩出发，向安市城挺进。二十日抵达城北，立即发兵攻城。次日，盖苏文遣高丽北部绝奴部褥萨高延寿和南部灌奴部褥萨高惠贞统高丽、靺鞨之众十五万援救安市。
唐太宗与长孙无忌等率数百骑登上高岗，观察地形．对可以伏兵及出入之所，均了如指掌。这时，江夏王李道宗认为高丽倾全国兵力援救安市，都城平壤守备必然空虚，因此请拨给精兵五千，直取平壤。但唐太宗却并没有答应。李道宗的这个建议后来被李靖所肯定，认为假如当时采用这个计策的话，那么这次的伐高丽之举就可竟全功。因为当时唐军兵力严重不足，士兵唯恐不多，在这个时候再要分出五千人奇袭平壤所冒的风险实在太大，虽然太宗一生征战行险之举可谓比比皆是，可是现在太宗皇帝已经贵为天子，这时行险的收获和失败的风险太过不成比例，最终还是没有答应。
当晚，唐太宗作了如下部署：令李积将步骑一万五千在西岭布阵，yin敌军出击；令长孙无忌率牛进达等精兵一万一千以为奇兵，伏于山北狭谷之中，待发起攻击时，从敌后冲出。自己亲率步骑四千，挟带鼓角，收卷旗帜，登上北山。并下令诸军，以鼓角之声为号，一齐出击。又命有司在朝堂之侧设置受降帐帏，胸有成竹地说：“明日午时，纳降虏于此矣”是夜，也许老天也不忍明天高丽军所面临的命运，因此降下流星坠入高延寿的营地，可是高延寿依然毫无所觉。
六月二十二日，高延寿发现李积在对面布阵，遂整顿军士，列阵前来迎战。唐太宗登上北山后，看见狭谷中尘土飞杨，知是长孙无忌率部已进入指定地点，当即命令鼓角齐鸣。于是，唐军诸路兵马鼓噪而进。高延寿不防自己居然被包围，大为惊慌，连忙分兵抵御，但布置好的军阵岂是那么好调整的？在调动的时候便造成了混乱。就在这时风云变幻，河山变色，阴云密布，无数雷电自空中劈下，一员白袍唐将伴随着雷电跃马而出，手持长戟，腰鞬张弓，大呼先入，所向无前，高丽军尽披靡却走。李积以长矛结阵，正面推进，长孙无忌在其后进行突袭，太宗身先士卒，率四千骑兵自北山疾驰而下，突击高丽军的侧翼，三面合围之下高丽军大溃，唐军斩首两万级。
高延寿败退至山上，收集残兵，依山自固。唐太宗率唐军将高丽军余众团团包围。长孙无忌部又拆除了所有桥梁，断其归路。高延寿和高惠贞等在走投无路之际，只得率其部三万人请降，并躬身膝行．进入军门，拜伏请命。唐太宗挑选褥萨以下酋长三千五百人，授之军职，迁居，坑杀靺鞨兵三千三百，其余兵士全部释放，使还平壤。这些获释兵士皆举手顿地，欢呼雀跃。唐军获马五万匹，牛五万头，明光铠万领，其他军用器械不计其数。经此大败，高丽举国震惊，后黄城和银城守军全都自拔逃遁，数百里内无复人烟。
但是安市城小而坚，在城主杨万春的抵抗下，唐军围攻数月不克。长孙无忌以为：“天子亲征，异于诸将，不可乘危徼幸。今建安、新城之虏，众犹十万，若向乌骨，皆蹑吾后，不如先破安市，取建安，然后长驱而进，此万全之策也。”而这种方式过去一直是唐军克敌制胜的法宝。最终唐太宗决定暂时停止这次出征。九月，唐军班师。
这次征伐高句丽，攻克玄菟、横山、盖牟、磨米、辽东、白岩、卑沙、麦谷、银山、后黄十城，迁徙辽、盖、岩三州户口入七万人。新城、建安、驻跸三大战，斩首四万余级。在唐军，战士阵亡的约二千人，损失最大是战马，损失了七八成。
武明空立在台阶下，看着风尘仆仆的李世民，在黄昏的落日下，投下长长的倒影，渐渐看不清神色，突然生出一种英雄迟暮之感。
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