在中路军受挫的情况下，另外几路大军在完成了转战任务之后，开始攻击高丽腹地。

隋军海军先于陆军到达了大同江，但隋军的陆军没有到达，婴阳王派出了一小批军队与入侵的隋朝军队交战。简短的交锋后，高丽的军队假装被击败并向城里撤退。来护儿以为高丽没啥能力，亲自带领10万军队开始攻平壤。

当隋朝军队来到平壤的外围城堡时，发现大门敞开，墙上也无人把守。进入城堡后，发现地上放着钱财和武器。最初来护儿相当谨慎，下令禁止掠夺。但当隋朝军队在一个寺庙遭到了高丽的伏击并将之打败之后。来护儿放松了警惕开始掠夺外围城堡。

正当隋朝军队掠夺之时，一支由几千人组成的高丽军队对隋朝军队进行了伏击。隋朝军即刻溃败。十万隋军仅有两千人成功逃回战船处。这样隋军只能等待陆军的到来再一起发动进攻。

同时，隋炀帝派出的陆军在路上也出了问题。在隋国内行军，隋军后勤很有保障。但一旦进入高丽的国土，隋朝军队的后勤供应就会遭到高丽的伏击。为了解决这个问题，隋炀帝下令每个士兵都要自己携带食物。这大大加重了士兵的负担。许多士兵为了减负，扔下所带的食物。等隋朝军队到达鸭绿江后，物资已严重缺乏。

宇文述在鸭绿江边考虑到自己物资匮乏，决定放弃这次军事行动，但被于仲文阻止，因为于仲文有炀帝的节度任命，所以隋军二十多万人渡过鸭绿江。

乙支文德发现隋将士个个饥肠辘辘的样子，于是且战且退让隋军军士疲惫不堪。而乙支文德的故意示弱，让隋军将领开始出现轻敌大意的现象。

在距离平壤三十里的地方，乙支文德再次诈降，表示高丽回头一定朝见大隋。宇文述考虑到对方投降得很真诚，加上自己士兵已经极度疲乏，而平壤又难以攻克，所以同意敌方的投降，准备撤退。在随军刚刚撤退的情况下，高丽的军队从东西南三方突袭，隋军士气大减，只能向北且战且退。

到萨水时，高丽趁隋军渡水过半的时候攻击隋军，杀败了隋军殿后的军队，隋军大溃败，一日一夜的时间从萨水向北奔逃450里，总算在殿后部队的协助下扛住了高丽的军队，等到各路军队退到辽东城，与炀帝会师，各军伤亡、逃跑、走散现象严重，只剩下两千七百人了。

就这样，隋军士气大落，加上秋季即将到来，粮草转运艰难，只能退兵。

隋大业九年，隋世祖再次对高丽发动进攻。这次又无功而返。在隋炀帝亲征高丽之时，杨素的儿子杨玄感在国内谋反。担心两面受敌，炀帝被迫撤退回国镇压杨玄感的叛乱。

在镇压了杨玄感的叛乱后，隋炀帝于大业十年又攻高丽。虽然隋军冲破了高丽的第一道防线，但由于高丽的持续伏击和对隋朝军队供给线的切断，隋军始终不能拿下辽水这层防御线。由于高丽自身国力消耗同样严重，所以婴阳王最终将在杨玄感造反后逃到高丽的隋兵部尚书斛斯政遣返给隋朝。炀帝于是接受了婴阳王的请降并撤军。

三征高丽都是失败的，但是证明了中原王朝对高丽从来没放弃过，也不可能放弃，有时间还是要将这些地方给收复。