唐朝第二代皇帝唐太宗李世民的時候，爲援助處於高句麗和百濟圍困中的新羅(《新唐書》：“(百濟)與新羅聯合伐高句麗，取四十餘城。發兵守之，又謀取棠項城，絕貢道”，新羅告急)並統一被高句麗據有的遼東地區(當時的“遼東”的概念略同於漢朝四郡的範圍，即中國東北遼河以東地區以及朝鮮半島的北部)，唐太宗征討高句麗，放話給薛延陀：我們父子都要去打高句麗，長安空虛，你要是不怕只管放馬過來!薛延陀當時就嚇得氣短了一截(《舊唐書》載後來高句麗用厚利誘惑薛延陀叛唐，但是“夷男氣懾不敢動”)。
貞觀十九年(645年)，唐軍向遼東進軍。唐太宗在路上對手下人說，四方基本安定了，就剩下這一塊地方了，趁着我還沒死，良將們還有精力，一定要解決掉。
夏季，徐世績暗渡陳倉，突然出現在遼東城下，高句麗士兵大駭。營州都督張儉和優秀將領李道宗也率兵進入遼東，擊敗高句麗兵，斬首數千。四月，唐軍攻破高句麗蓋牟城，俘虜兩萬多人，繳獲糧食十多萬石。五月，另一路唐軍從山東渡海攻破高句麗卑沙城，俘虜八千人。上百年來中國軍隊第一次得以在鴨綠江邊閱兵。
不久，李績和李道宗所部進逼遼東城下。高句麗軍數萬來援。有人建議說高句麗軍多唐軍少，應該堅守。可是李道宗說高句麗人仗着人多以爲我們不敢拿他們怎麼樣，我們就是要攻擊他們，殺殺他們的銳氣。李績說我們被派來就是負責替皇上掃馬路的。馬路不乾淨，我們怎麼能躲呢。
於是唐軍處於劣勢卻猛烈出擊，高句麗兵始料不及，被衝亂陣型大敗而歸。唐太宗大軍兵到後，把遼東圍得水泄不通，日夜攻打。乘着刮南風的機會，唐太宗指揮士兵點燃城池西南樓，順風放火。高句麗軍抵擋不住了，遼東陷落。唐軍殺高句麗兵一萬多人，俘虜一萬多人，此外還有百姓四萬多人。
攻克遼東後，唐軍繼續向白巖城進發。烏骨城派兵一萬支援，被唐軍擊退(此戰唐軍只用了800人)。六月，白巖城不戰而降。唐軍繼續向安市進發。高句麗將領高延壽等人率領靺鞨、高句麗兵十五萬來救援，被擊敗。高延壽向唐軍乞降，來到唐軍軍營，一進門就跪下，挪動膝蓋向前，拜伏在地。(《資治通鑑》上說“延壽、惠真帥其衆三萬六千八百人請降，入軍門，膝行而前，拜伏請命。”)唐太宗對他們說：“東夷少年，跳梁海曲……自今復敢與天子戰乎?”高延壽等人“皆伏地不能對”。唐太宗將降軍中的高句麗軍官、酋長三千餘人虜往中原，其餘高句麗人悉數釋放。
安市城小而堅，在城主楊萬春的抵抗下，唐軍圍攻數月不克。長孫無忌以爲：‘天子親征，異於諸將，不可乘危徼倖。今建安、新城之虜，衆猶十萬，若向烏骨，皆躡吾後，不如先破安市，取建安，然後長驅而進，此萬全之策也。’”)而這種方式過去一直是唐軍克敵制勝的法寶。最終唐太宗決定暫時停止這次出征。9月，唐軍班師。這次征伐高句麗，攻克玄菟、橫山、蓋牟、磨米、遼東、白巖、卑沙、麥谷、銀山、後黃十城，遷徙遼、蓋、巖三州戶口入中國七萬人。新城、建安、駐蹕三大戰，斬首四萬餘級。在唐軍，戰士陣亡的約2000人，損失最大是戰馬，損失了七八成。
此戰雖重創高句麗，卻未能滅亡高句麗。因此，唐太宗認爲這戰屬於戰敗了，痛心地說：如果魏徵還活着，肯定不會讓我進行這次遠征。但這戰的意義還是比較重大的。這是自三國時期毋丘儉攻破高句麗屠王城以來上百年中國軍隊第一次真正戰勝高句麗人，收復了今天遼寧一帶很多南北朝時期被高句麗奪取的土地，爲今後唐朝徹底征服高句麗打下了堅實的基礎。
貞觀二十二年(648年)，倒是有個印度的小插曲。王玄策作爲唐朝的使者去印度。中天竺大臣那伏帝阿羅那順篡位，劫持唐使。王玄策隻身逃到吐蕃，借來吐蕃軍和尼泊爾軍向印度進發。連戰三天，印度軍大敗。唐軍斬首三千餘級，水中淹死印度兵約萬人。阿羅那順棄城逃跑，副使蔣師仁追上並俘虜之。此外虜男女一萬二千人，牛馬三萬餘匹。
