唐太宗李世民留大军于马首山，自将数百骑驰至辽东城下，对李道宗慰劳赏赐，超拜马文举为中郎将，并奖励了有功将士，处斩了临阵退却的总管张君乂。
辽东城对于唐.军是有特别的意义的，炀帝三征，均止步于辽东城，因此对于唐.军来说辽东城是必须越过的一道坎。
击退了高句丽援军以后，李勣当即指挥唐.军将士“负土填堑”， 准备向辽东城发起进攻。唐太宗李世民也在马上负土递送，于是，随从官员一起与将士负土致于城下。
不几日，城下沟堑俱被填满。接着，李勣下令先用抛车攻城。该攻城抛车体积庞大，可将重达 300余斤的巨石抛出一里之外，所至皆摧，高句丽守军十分惧怕。为了防御巨石袭击，守军用巨木在城上建筑遮挡的战楼并用粗大的绳索结网企图拦截飞石，但仍被抛车所发巨石击溃。随后唐.军又用撞车清除辽东主城左近的副楼，无不倾倒。就这样，唐.军接连攻城好十天，昼夜不息。
李勣与张俭等，率领骁锐与契丹等少数民族兵一起，攻辽东城南。李道宗和张士贵等，攻辽东城西，李宏基等率兵填其濠堑，唐太宗李世民亦率所统六军相助，将辽东城包围数十百重，水泄不通，鼓噪之声，震天动地。
八月七日，南风劲吹，唐太宗李世民以火弩齐射，点燃了西南城楼，大火燃及城中住宅，火光冲天，接着下令精锐士卒登上冲竿之顶，一举登上城墙。
高句丽守军举大盾以短兵反冲击，企图夺回城墙，唐.军以长矛列阵下击，后面的唐.军在城墙上以擂石奋力下砸，高句丽军终于抵挡不住，被歼 1 万余人，俘虏高句丽军1万余人，俘获城中男女4万余口，获得粮食50万石。
唐太宗李世民遂以辽东城置辽州，并举烽火入塞，向国内通告捷报，并发电报向远居长安城的长孙皇后报捷。夏雪闻讯后激动不已。
八月九日，唐.军在辽东城稍事休整后，又向白岩城挺进。次日，右卫大将军李思摩被流矢所中，唐太宗李世民亲自为其吮血，唐.军将士无不感动，故人人作战时均决死奋击不畏生死。
渊盖苏文遣乌骨城万余守军援救白岩城。唐将契苾何力率劲骑 800 迎击，挺身冲入敌阵，铁骑冲突，纵横披靡。高句丽军以长矛相拒，一时间战阵中长矛乱扎，契苾何力深入敌阵，被敌刺中腰部，血流如注。
尚辇奉御薛万备挺槊单骑往救，在万众之中，将何力救回。何力勇气益奋，略略包扎，束疮再战，身边从骑奋击，高句丽援军大溃，唐.军追杀十余里，斩首千余级而还。
后契苾何力伤口恶化，唐太宗李世民亲自为他上药，并且将当时刺伤何力的高句丽兵高突勃抓获，任何力处置。
可是契苾何力这个少数民族将领并没有因为私怨随便处置高突勃，而是说：“彼为其主冒白刃刺臣，乃忠勇之士也，与之初不相识，非有怨仇。”于是将此人放过。在初唐众名将之中，契苾何力虽然名声并不显赫，可是此人无论战功还是德行决不逊色于其他诸将，可以说是当时的“最佳副将”。
八月十三日，李勣率部抵达白岩城下。该城依山临水，四面险绝。但城主孙代音却胆小如鼠，当他听说辽东城被唐攻破的消息后，即遣使请降。
但当唐.军抵达白岩城下以后。他觉得自己的城池地形险要，而且还有乌骨城的援兵，便反悔了当初的决定，企图凭险抵抗。可是乌骨城的援兵被轻易击破，李勣率军将城池团团围住，用抛车、撞车攻城，飞石流矢，雨集城中。
不久，唐太宗李世民亦率六军抵达白岩西北，听到孙代音反悔后大怒，诏令军中：“得城当悉以人物赏战士。”于是，唐.军攻势更加猛烈。孙代音的如意算盘这下子打不响了，看到唐.军攻势大盛，城池也摇摇欲坠，而且唐太宗李世民有言在先，城破之后等待他的下场必然是极为凄惨的，于是赶紧又遣心腹请降。约定唐.军临城后，以“投刀钺为信”。
唐太宗李世民遂把唐.军旗帜交给使者，并说：“必降者，宜建之城上。” 可是这样一来唐.军将士不干了，本来还盼着打下城池能有巨大的收获，可是人家一投降，那之前的努力也就功亏一篑了。
所以李勣帅甲士数十人进谏说：“士卒所以争冒矢石，不顾其死者，贪虏获耳。令城垂拔，奈何更受其降，孤战士之心。”
唐太宗李世民是个马上皇帝，自然不会用腐儒的那一套仁义道德来劝解手下的将士，于是说：“纵兵杀人而虏其妻孥，朕所不忍。将军麾下有功者，朕以库物赏之，庶因将军赎此一城。”以重金赏赐的办法平息了手下将士的不满。
不久，孙代音果然把唐.军旗帜插于白岩城上，城中兵民都以为唐.军已经登城，遂相率归降。
由此，唐.军获城中男女数万。唐太宗李世民临水设置帐帏受降，给城中百姓赏赐食物，年八十以上赐以锦帛。他城之兵在白岩者，全加慰谕，分给粮饷器仗，予以释放，任其所之。又以白岩城为岩州，以孙代音为刺史。