兵及契丹、奚、靺鞨先击辽东作为试探。唐进攻高句丽的基地与隋朝大致相同，以幽州、营州为陆军基地，莱州为水军基地，在乌湖岛储粮以供军需。
贞观十八年11月，唐军开始进攻高句丽。以刑部尚书张亮为平壤道行军大总管，率兵四万，战船500艘，自莱州泛海趋平壤；李绩为辽东道行军大总管，率步骑6万趋辽东，拟从水陆两路合击高句丽。
太宗同时发布手诏，历数泉盖苏文罪过，以鼓励士气。12月，诏诸军及新罗、百济、奚、契丹分道进攻。
贞观十九年2月，李绩暗渡辽水，攻克盖牟城，进逼辽东。张亮率水军横渡渤海，在旅顺口登陆，攻克卑沙城后，又与陆军张俭部合破高句丽军于建安城。随着，张亮派总管丘孝忠率领一支水军直趋鸭绿江，以威胁高句丽前线诸军的侧背，并阻其增援辽东。
贞观十九5月初，李绩击败高句丽4万援军后，连续12昼夜猛攻辽东城。太宗此时也亲赴辽东城下督战，指挥唐军攻城。高句丽守军力不能支，伤亡万余人，被俘4万人，辽东城遂被唐军攻克。
唐太宗接着下令进攻白岩城，歼灭从乌骨城出援的万余高句丽军，迫使白岩城守将孙代音投降。6月20日，唐军进抵安市城。高句