由于渊男生为唐朝提供了可靠的高句丽军事信息，于是唐朝大幅增加了攻打高句丽的兵力。十二月十八，以李勣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、庞同善率兵十五万并力以击高句丽。
诏独孤卿云由鸭渌道，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，皆受李勣节度，河北诸州租赋悉诣辽东给军用。
六六八年，李勣率大唐军队围平壤一月有余，九月十二，高句丽僧信诚打开城门，唐军冲进城中，俘虏渊男建和宝藏王。
与此同时，在南线由于金庾信的攻势，渊盖苏文的弟弟向新罗投降。就这样，高句丽由于内部纷争，自然灾害和大唐与新罗南北联合攻击下最终灭亡。不过，还有少部分余孽，现在朝xian对上的就是高句丽的余孽，这部分余孽只被少数知情人称为高丽。
唐朝对高句丽的战争中，最为出名的将领莫过于薛仁贵。大唐曾多次在高句丽故地建立督府控制此国，设置管理原高句丽故地的安东都护府，最初是由薛仁贵来管理的。
但由于高句丽集体的反对，唐朝开始羁縻治理高句丽故地，任命高句丽宝藏王高藏为辽东州都督