唐军作战方针的改变
唐军在辽东对高丽军的第一次进攻结束以后，盖苏文更加骄恣专横。他虽于贞观二十年（646年）五月，遣使谢罪，并献二美女入朝，但却言词傲慢，对唐使者骄倨不恭。并窥视边隙，又对新罗侵扰不已。对此，唐太宗不但遣还其所献美女，而且又于同年十月十四日下诏:勿受其朝贡，更议征讨。
贞观二十一年（647年）二月，唐太宗派兵平定薛延陀汗国后，准备再次亲征高丽军。这时，朝廷有的大臣献策说:“高丽依山为城，攻之不可猝拔。前大驾亲征，（高丽）国人不得耕种，所克之城，悉收其谷，继以旱灾，民太半乏食。今若数遣偏师，更迭扰其疆场，使彼疲于奔命，释耒入堡，数年之间，千里萧条，则人心自离，鸭岸之北，可不战而取矣。”唐太宗接受了这一建议，遂放弃了原来用大兵团攻城略地的攻坚战术，改用小股部队进行骚扰的作战方针。
同年三月，太宗以左武卫大将军牛进达为青丘道行军大总管，右武侯将军李海岸为副总管，率水军万余人，乘楼船从莱州出海；又以太子詹事李勣和右武卫将军孙贰朗为正副行军大总管，率陆军3000，并营州都督府兵从新城道东进，执行骚扰之策。唐军第一次骚扰战
贞观二十一年（647年）五月，李勣部渡过辽水后，经南苏（今辽宁新宾）、木底（今辽宁新宾）等数城，高丽守军皆背城拒战，李勣击破其兵，焚其罗城而还。
同年七月，牛进达等所率水军从鸭渌水口登陆，进入高丽国内，经百余战，每战皆捷，先后攻拔石城（位于鸭绿江南）等数城。进至积利城（位于今朝鲜平壤西）下时，高丽守军万余岀战，被李海岸率部击退，歼敌2000。不久，亦从海路回国。
经此骚扰战后，高丽举国不安，民废耕业，纷纷进入城堡躲藏。同年年底，高丽王高藏只得派其子、莫离支高任武入唐谢罪。
唐军第二次骚扰战
贞观二十一年（647年）九月十五日，唐太宗敕令宋州（治今河南商丘）剌史王波利等发江南12州工匠制造战船数百艘，准备对高丽再次实施骚扰。
贞观二十二年（648年）正月二十五日，唐太宗又诏令右武卫大将军薛万彻、右卫将军裴行方为青丘道正、副行军大总管，率水军3万及楼船战舰，自莱州泛海出击高丽。
同年四月，薛万彻等率水军由莱州出海，经大谢岛（今山东南、北长山岛）、龟岛（今山东碇矶岛）和乌湖岛，折而东北行，仍由鸭渌水入海口登陆，进破泊灼城（今辽宁丹东东北），俘获甚众。四月十四日，唐乌湖岛镇古神感率部浮海进击，在易山（似在今朝鲜平壤东北之马山里）与高丽5000守军遭遇，唐军大胜。当晚，高丽万余水军夜袭神感所率船队。神感设伏，将其击败。至此，唐军结束了第二次骚扰战斗，胜利班师。
贞观二十二年（648年）七月，唐太宗遣右领左右府长史强伟在剑南道伐木制造船舰，最大的舟船其长可达100尺，其宽约50尺。另遣使沿江而下，把舟船从巫峡运至江、扬二州，然后从海路齐集莱州。同年八月，又敕越州（治今浙江绍兴）都督府及婺（州治今浙江金华）、洪（州治今江西南昌）等州造海船及双舫110艘。并遣陕州（治今河南三门峡西）刺史孙伏伽招募勇士，莱州刺史李道裕运输粮饷及攻城器械，贮于乌湖岛，准备乘高丽举国困弊之际，于来年发兵30余万，再征高丽。
贞观二十三年（649年）春，太宗染疾，五月驾崩，遂罢东征之役。
太宗死后，其太子李治即位，是为高宗。唐高宗即位之初，继续唐太宗后期对高丽实施的骚扰之策，曾于永徽六年（655年）和显庆三年（658年）岀兵辽东，先后对高丽发动两次骚扰作战。在此期间，高宗一直与新罗保持友好关系。显庆五年（660年），百济大举侵犯新罗，新罗王向唐求救，唐高宗遂出兵百济，同年八月，经熊津江口之战，灭亡百济。龙朔三年（663年），又经白江口决战，歼灭入侵日军与百济残余势力，既巩固了在百济的胜利，又对高丽形成南北夹击之势。此后，唐高宗又用兵高丽，经过龙朔元年（661年）的平壤之战、乾封元年（666年）的金山之战以及总章元年（668年）的攻克平壤，终于灭亡高丽。
总章元年（668年）十月，李勣率部归国。唐高宗诏令先以高丽王高藏等献于昭陵，以慰太宗亡灵。然后整顿军容，高奏凯歌，进入京师，献于太庙，告慰列祖列宗。十二月七日，唐高宗在大明宫含元殿接受降俘。以高丽王高藏政非己出，赦而不罪，并任为司平太常伯（即工部尚书）员外同正；以泉男产、僧信诚和泉男生能主动归降，分别任为司宰少卿（即光禄少卿）、银青光禄大夫和右卫大将军；以泉男建顽抗不降，流于黔中（今贵州省内）。分辽东和高丽5部、176城、69万余户为新城州（治今辽宁沈阳东）、辽城州（治今辽宁辽阳东北）、哥勿州（治今吉林通化西北）、居素州（治今辽宁抚顺东）、建安州（治今辽宁盖州）、卫乐州、舍利州、越喜州、去旦州等9都督府，南苏（治今辽宁新宾）、盖牟、代那、仓岩（治今吉林通化）、磨米、积利（治今辽宁瓦房店）、黎山、延津、木底、安市、诸北、识利、拂涅、拜汉等42州，100县，又置安东都护府于平壤以统之。选拔其有功酋帅担任都督、刺史、县令，与华人共同治理。以右威卫大将军薛仁贵检校安东都护，总兵2万镇守平壤。李勣以下有功将士，均有封赏。唐收复辽东和对高丽的战争至此结束，共计历时25年，实为唐历时最久的对外战争。