贞观十六年（公元642年），渊盖苏文杀死高句丽荣留王，立高宝藏为王，自封为“莫离支”摄政，联合百济对抗新罗。为讨伐渊盖苏文和保护唐王朝的盟友新罗，贞观十九年（公元645年），唐太宗李世民带领李世绩、李道宗和长孙无忌率军10万亲征高句丽。唐太宗冲破高句丽的防线，不料在安市城受到了安市城主杨万春的抵抗，再也无法前行。由于寒冬恶劣天气和薛延陀入侵唐王朝，唐军被迫返回。此后，唐太宗对高句丽的进攻仅维持在一些小规模的突袭。
贞观二十三年（公元649年），唐太宗去世，依照唐太宗的遗愿攻打高句丽的计划被取消，使唐王朝再次进攻高句丽的战役搁浅。
高宗即位后，对高句丽发动过三次小规模战争。永徽六年（公元655年）五月，营州都督程名振、左卫中郎将苏定方发兵渡辽水攻击高句丽。显庆三年（公元658年）六月，营州都督兼东夷都护程名振、右领军中郎将薛仁贵率军攻打高句丽的赤烽镇，攻陷之后，斩首400多级，捕虏100多人。高句丽遣其大将豆方娄率军3万抵御唐军，名振以契丹逆击，大破之，斩首2500级。显庆四年（公元659年）十一月，右领军中郎将薛仁贵等人与高句丽将领温沙门战于横山，大破高句丽。
显庆五年（公元660年），唐军与新罗军队攻下了高句丽西南的盟友百济，于第二年派辽东道行军大总管契苾何力、 江道行军大总管任雅相、夫馀道行军总管萧嗣业、镂方道行军总管程名振、沃沮道行军总管庞孝泰和含资道行军总管刘德敏率军十多万渡过辽水，平壤道行军大总管苏定方、平壤道大总管刘伯英与新罗联军由百济故地南北合击高句丽。由于铁勒入侵唐王朝，唐军契苾何力、萧嗣业所部被迫返回。显庆七年（公元662年），蛇水一战渊盖苏文使唐军沃沮道全军覆没，并杀死了庞孝泰和他的13个儿子。渊盖苏文在世期间，唐朝一直没能灭亡高句丽。
乾封元年（公元666年），渊盖苏文去世，高句丽内乱，渊盖苏文的三个儿子发生争斗，长子渊男生代为莫离支，但为二弟渊男建所逼而投降大唐。唐王朝派右骁卫大将军契苾何力为辽东安抚大使，率兵8万援救渊男生。右金吾卫将军庞同善、营州都督高侃为辽东道行军总管，左武卫将军薛仁贵、左监门卫将军李谨行为后援。十二月，唐高宗以李世绩为辽东道行军大总管兼安抚大使，以司列少常伯郝处俊副之，与契苾何力、庞同善率兵15万合力攻打高句丽。唐高宗下诏令独孤卿云由鸭绿道、郭待封由积利道、在百济故地驻守的刘仁愿由毕列道、新罗金仁问由海谷道并为行军总管，与运粮使窦义积皆受李世绩指挥，河北诸州租赋悉诣辽东给军用。
乾封二年（公元667年），李世绩攻取高句丽军事重镇新城，并趁势将附近的16座城池全部攻下。薛仁贵在金山击破高句丽大军，斩首5万多级，攻下南苏、木底、苍岩三城，与渊男生军会师。李世绩等人攻占扶余城，斩俘1万多人，扶余川中40多座城也望风归降，再战薛贺水斩俘3万多人，乘胜攻占大行城（今辽宁丹东西南娘娘城）。总章元年（公元668年），各路唐军会师，推进到了鸭绿栅。高句丽发兵抵抗，唐军大败高句丽军队，并追击100多千米，攻下了辱夷城（今朝鲜永柔境），高句丽的其他各城守军或逃或降。唐军进至平壤城下，围困了平壤一个多月，高句丽王高藏派渊男产率首领98人出降。渊男建仍然闭门拒守，并多次派兵出战，都被唐军打败。九月，高句丽僧信诚打开城门，唐军冲进城中之后，俘虏了渊男建，高句丽全部被平定。
李世绩
唐王朝平定高句丽后，分其境为9个都督府、42州、100县，并于平壤设安东都护府以统之，任命右威卫大将军薛仁贵为检校安东都护，领兵2万镇守其地。
高句丽被灭后，新罗控制了朝鲜半岛大部分领地。由于唐王朝对新罗进行了援助，大唐曾想在朝鲜半岛设置统治机构，但遭到了新罗的反击。与此同时，大祚荣建立了渤海国，继承了原高句丽的大部分领土。渤海国的崛起成为大唐与新罗的缓冲地带。
