十月初北庭都護府轄區，各旗大小旗主率領旗下精銳戰士，先行一步到達定北城外紮營。
之後十幾天裡，薛延陀，室韋和西突厥部族首領，先後率領各族戰士到達定北城外紮營。
北王李恪派人將各族首領迎進內城，在北王府設宴款待眾人，並派人給城外紮營的各族將士，送去充足的糧草補給。
十月二十一，李恪率眾將出城，檢閱各族將士。
十月二十七，北王李恪為主帥，兼中路軍行軍總管，執思失力和楊云為中路軍副總管，親率定北軍三萬精銳將士和兩萬西突厥將士為中軍。
命蘇定方為副帥，兼北路行軍總管，薛延陀可汗夷南和契必何力為副總管，率領薛延陀六萬將士為北軍。
命阿史那思摩為南路行軍總管，阿史那社爾和康蘇密為副總管，率東西突厥五萬部族將士為南軍。
各軍另外攜帶兩萬後勤將士，共計二十二萬將士，兵分三路離開定北城，向東進發東征高句麗。
東征大軍，從北，中，南三方包抄高句麗。
三路大軍先派出數路前鋒，以迅雷不及掩耳之速，快馬閃擊城池，後方各軍快速跟進佔領各城，在高句麗人還未來得及反應前，快速殺穿大小城池，迅速佔領大片區域。
當高句麗反應過來時，鴨綠水以西城池大多失守，只剩下幾座靠近江邊的城池，也已陷入大軍包圍中，只留面江東門。
對城門緊閉的數座城池，先用拋石機對包圍城池轟擊數日，隨後派出全身覆甲勇士手持刀盾，利用攻城車，攻城梯等攻城裝置，同時殺上三面城牆。
隨著先登勇士在城牆上站穩，其他將士緊隨其後湧上城牆殺進城內。
城牆失守的高句麗守軍，在慌亂中紛紛從東門出逃，等他們逃到江邊時，再次被騎兵趕上包圍在江邊，有人跳江試圖遊向對面，有人跪地投降，負隅頑抗者和跳江者大多被射殺。
隨著最後幾座城池被破，大戰暫時停歇，隨即開始絞殺佔領區內的頑抗逃竄者。
用了十天基本清剿完大部頑抗者，剩下少量零散頑抗者，交給那些歸順者繼續清剿。