九年（613）三月，在第一次徵遼失敗的九個月之後，楊廣又一次踏上了征服高句麗的征程。第二次徵遼對於當時的大隋情況來說是應該是一個矛盾的選擇，因為它有要與不要的必然。
首先說不要的原因，其一，第一次徵遼已經讓高句麗承受了巨大的壓力，是它處於一種崩潰的邊緣，很難再承受大隋的再一次雷霆之擊；其二，相對於大隋來說是一小國的高句麗居然打敗了自己，這對於楊廣建立的大隋天朝世界體系是一種致命的打擊，這將嚴重影響大隋在突厥、西域以及周圍各小國的統治威信，這是大隋尤其是楊廣不能承受的。再說不要的原因，其一，因為第一次的出征失敗已經讓從大業初積累的國內矛盾爆發，天下的部分百姓已經由於超重的勞役活不下去了，這時的大隋百姓需要時間與空間休養生息；其二，第一次出征的慘敗把大隋帝國的幾十萬精銳部隊徹底的留在遼東，大隋已經沒有那麼多那麼精銳的部隊參與再次的大規模戰役，強徵軍隊來再次征戰只會讓國內的矛盾更加激烈，勢必加劇國內危機。
大業九年（613）正月，楊廣就開始籌劃二徵高句麗。這次他下足了血本，正月初二，楊廣就下令各地繼續向遼西運糧；初三，下令募集驍果從軍，這裡所謂的驍果，即民間有勇力又想在馬上謀取功名之人。因為在第一次的遼東大戰中，大隋鎮國的三十萬府兵精銳喪失殆盡，所以這次不得不以金銀來募集勇士；正月23日，楊廣大赦天下，允許死囚去遼東立功贖罪；正月25日，下令回家過年的將士們前往涿郡集結……經過數月的全面徵召，楊廣再次募集了數十萬大軍，兵進遼東。
二次徵遼，楊廣在出兵的路數上並沒有什麼新的招數，部署和第一次差不多一樣，陸路照樣以宇文述（宇文述被楊廣允許帶罪立功）為主帥，楊義臣為副帥，率大軍渡鴨綠江直赴平壤。水路仍由來護兒率舟師從東萊（膠東半島）海路進發，期與宇文述合兵平壤。楊廣照樣在後督戰，其他各路分道出擊，攻掠高句麗的城池。和第一次不同的是“聽諸將便宜從事”，楊廣收回了軍事進止必須奏報，不需前線諸將專擅的命令。
大戰開始，王仁恭他率軍進到新城（今遼寧撫順北），高句麗軍數萬背城結陣，王仁恭僅率1000勁騎撲陣衝擊，將敵陣沖垮。高句麗軍退回城中，嬰城拒守，王仁恭乃指揮後續大軍四面圍攻，軍威甚盛，戰報傳到行在所，楊廣大悅，遣舍人往王仁恭營勞問，賜以珍寶。
面對來勢洶洶的隋朝大軍，高句麗方面則仍然採取堅壁清野，據城堅守的戰術，大業九年（613）年四月，楊廣親率後路大軍開到遼東城下，向遼東守軍下了最後通諜：“如不投降，城破之日，雞犬不留！”投降意味著亡國的高句麗遼東守軍很是頑固的回書道：“唯願一戰！”
火大的楊廣親自重新佈置圍攻，攻防戰鬥打得無比慘烈。為克城立功，隋將郭榮甚至“親蒙矢石，晝夜不釋甲冑百餘日”。面對面前久攻不下的遼東城，楊廣十分焦急，為鼓舞士氣，身為一國至尊的楊廣經常親臨戰場鼓舞士氣。楊廣親臨戰場，深受鼓舞的隋軍將士無不拼命攻城。其中驍果用衝梯攻擊城池，衝梯長達十五丈，一名叫沈光的驍果爬至衝梯頂端，在城牆邊與敵人交戰，短兵相接，殺了十幾個人。敵兵將他打落城牆，還沒有掉到地上，正好碰到衝梯上垂下的繩索，沈光抓住繩索又爬了上去，這一幕被親臨前線的楊廣看見了，對他的豪壯感到驚異，後召他前來朝見，見面之後對他非常喜歡。當天就拜他為朝請大夫，賞賜寶刀良馬，經常把他帶在身邊，關係逐漸親密。
親臨前線看到自己的軍隊將士無比奮勇殺敵，同為詩人的楊廣詩興大發，他在遼東城下寫下《白馬篇》詩一首，歌頌徵遼戰上：
白馬金具裝，橫行遼水傍。
問是誰家子？宿衛羽林郎。