唐军陆军和水军初战告捷，站稳了脚跟，而后分别开始扩大战果。

陆军：

李世勣率部继续南下，推进到辽东城下。辽东城是高句丽整个辽东地区的核心城池，隋炀帝东征就未能攻下，因此，在李世勣所部来到辽东城下后，似乎并没有立即对其发起进攻，而是在等待与唐太宗率领的大军会师。

五月三日，唐太宗率军来到辽泽（位于辽宁省辽阳市以西的大泽）。唐太宗下诏称：“昔日隋军征辽，逆天而行，从军将士，死伤累累，如今骸骨还随处可见，布满原野，实在可叹！我命令一并将这些遗骸收敛，运回国内掩埋！”唐军进入方圆二百余里的沼泽地带后，人马无法通过。将作大匠阎立德率众运来干土，铺设桥梁，大军丝毫没有耽误行进时间，唐太宗非常高兴。

五月五日，仅仅用了两天时间，唐太宗已顺利穿越沼泽，来到东岸。

五月八日，高句丽调派国内以及新城的军队，组成四万步骑军团赶来救援辽东城。江夏王李道宗决心率领四千骑兵趁其立足未稳，打他个措手不及。军中将士均认为众寡不敌，不如深沟高垒，以等待唐太宗率领的大军到来。李道宗反驳道：“敌人自恃人多，轻视我们，他们长途跋涉而来，已十分疲惫，我们主动出击，一定能将其击败。况且，我们是先头部队，理应清扫道路，静待皇帝陛下的到来，岂能把贼寇留给皇帝陛下！”李世勣表示同意。

果毅都尉马文举慷慨说道：“不与劲敌交手，又怎能显出壮士本色！”说完，他扬鞭策马，挺枪杀入万众之中。只见他在敌阵中左冲右突，如入无人之境，所当者不死即伤，高句丽士兵纷纷倒地，唐军见状，这才军心安定了下来，于是，两军开始厮杀起来。

激战中，行军总管张君乂所部退却，唐军顿时败退。李道宗见状，立即率领骑兵赶来救援，高丽兵被唐军骑兵冲击，进攻的步伐放缓，唐军又夺回了桥梁。李道宗收拢败兵，登上高坡眺望，见高丽部伍不整，立即与数十名精锐骑兵杀入敌军阵中，此时，辽东城下监视城内守军的李世勣也率军赶来增援，高丽军大败，被唐军斩杀了一千多人。

五月十日，唐太宗率领大军渡过辽河。