本來泉蓋蘇文認為是牽製薛廷陀的目的，但接到報告，真珠毗伽可汗連還手的餘地都沒有。他擔心李靖和李彥從北向遼東進攻，但是，李彥他們好像並不著急，而是穩步前進。這樣，泉蓋蘇文放心了，所以全力阻擋唐軍進攻。
遼東防線他們經營多年，每個城裏都是兵精糧足。大唐距離遠，後勤補給困難，十幾萬大軍，後勤是沉重負擔。雖然冬季遼南沼澤封凍，但離開水草，唐軍一樣堅持不住。隻要堅持到冬季，高句麗就算勝利，利用一冬天時間，就可以滅掉新羅。
泉蓋蘇文十分得意，中原王朝又怎麼樣？不是一次又一次敗在了高句麗手裏。如果這一次成功滅掉新羅，再吞並百濟，聯合日本，那就可以反攻大唐，把河北道納入高句麗的國土中。那時候，什麼大唐，根本不算什麼。誌得意滿，信心十足，泉蓋蘇文以為看到了勝利的曙光。
唐軍已是強弩之末，如果失敗在遼東城下，那他們就是徹底失敗。所以都城平壤一次派出五萬軍隊增援遼東城，加上原來那裏的兵力，共計八萬人。加上扶餘城、新北城、蓋牟城、安市城與昌北城，在遼東，高句麗集中了二十萬軍隊，而唐軍總兵力才十萬，加上消耗的，剩下八萬多人，怎麼可能是對手。
但是，全蓋蘇文也低估了唐軍的戰鬥意誌和戰鬥力，更低估了唐軍滅掉他的決心。最主要一點是李世民不是隋煬帝，這一次進攻的軍隊是招募的軍隊，並不是府兵，本來戰鬥力就不一般，加上是複仇之戰，所以，戰鬥意誌十分頑強。
麵對唐軍進攻，高句麗隻是據城堅守，根本不敢出戰。但李世民是有準備的，帶有大量的攻城器械。
最快速的是李績的部隊，他兵發柳城，但卻虛張聲勢準備進攻懷遠，泉蓋蘇文急令高彬領兵兩萬，堅守懷遠鎮。可李績卻突然進攻柳城，最讓高句麗軍隊想不到的是，李績並沒有進攻柳城，而是迅速北上，一舉攻占通定（遼寧新民），迂回反包圍柳城，隻用了不到十天時間，就拿下柳城。
俘虜了兩萬高句麗人，最大的收獲是繳獲了十萬擔糧食。這一下，李績的軍隊根本不用從後麵運送糧食。有了後勤補給，遼東道李績的大軍渡過遼水，向遼東城進攻。這一下，讓全蓋蘇文大驚，才向遼東增援的。
十幾天後，改封親王的李道宗任西行道行軍總管，一舉攻占了蓋牟城和新城。打下蓋牟城，唐軍進攻有了據點，李世民的大軍終於從遼南通過，進逼遼東城下。
但此時已是五月末的時間，李世民的行軍大帳中，身上滿是泥水的李世民連衣服都沒換，立即找來了各路大軍的總管，看到皇上如此，李績問道：“皇上，為什麼這樣？”
李世民笑著說道：“在遼澤過不來，還是閻立德的以土作橋才能通過，沿途有不少隋兵的遺骸，我命軍士埋葬，才弄成這樣。”
李績說道：“皇上仁聖，必能打敗高句麗。”
李世民說道：“前麵情況如何？”
李績說道：“遼東城高牆厚，而高句麗軍有三萬多人，他們存有大量糧食，短時間根本沒問題，我軍利於速戰。”
李世民點點頭，此時已是五月末，從這裏耽誤時間太長，根本無法進攻到平壤。一旦進入冬季，很難勝利，就說道：“我們是攻占遼東，並非在遼東決戰，兩麵進攻即可。李績、李道宗攻城西，張世貴、張儉攻南城，兩麵進攻，務必拿下遼東城。”
眾將一起躬身領命，唐軍在追求速度，所以根本沒做停留，而是稍作準備就開始攻城。城裏守軍三萬多人，而增援的軍隊也有四萬，雖然被擋在白岩城，但也進入遼東一部分。為了拿下遼東城，唐軍隻好分兵阻擋白岩城的增援，李世民可用在進攻的兵力也不足五萬。
雙方兵力差不多，但高句麗軍是守，而唐軍在攻，處於不利地位，戰鬥異常激烈。隻是背土填溝就用了七八天時間，頂著城牆上的弓箭，士兵舉著盾牌掩護工兵背土填城。
李世民騎在馬上看著遠處的遼東城，他臉上是沉重。這裏倒下了太多的漢家兒郎，但不攻占遼東城就無法進攻平壤。
麵對三百多斤的石炮，城牆發出震耳欲聾的聲音，但很難摧毀他。城上城下都是屍體，昨天接到李彥他們從薛廷陀方向來的報告，李世民嘴角是一絲笑容。李彥有多大能量，李世民清楚，但他很奇怪，李彥為什麼沒有奪取天下之心？真是一個奇怪的人。自己怎麼也不能輸給他吧？那還有麵子嗎？
想到這，催馬上前，一把提過來一袋土，向城牆下衝去。身後的侍衛嚇得大驚失色，紛紛衝上前保護。
看到皇上親自背土填壕，唐軍士氣大增，都喊著口號向城下衝去。