两个月后，李攻克了鸭绿江边的大行城（今辽宁丹东），随后向高句丽的江防部队发起了进攻。

鸭绿江防线是高句丽最重要的一道防线，过了这道防线，首都平壤就处于唐军的刀锋之下，双方都意识到这条防线的重要性。

高句丽士兵死守，唐军猛攻，经过几轮冲锋，李终于冲破了高句丽的鸭绿江防线，平壤就在不远处。

乾封三年（公元668年）八月，李乘胜推进二百余里，兵临平壤城下，此时另一路由契苾何力率领的大军已经提前抵达，两军会师，对平壤形成了合围之势。这一围就是一个多月，城外的李不着急，城内的高句丽国王高藏却很着急。在高藏看来，反正权柄早就落到了渊盖苏文父子手里，自己这个国王不过是傀儡，既然如此，不如早点向唐军投降。

高藏派出渊盖男产率领九十八名大臣向李投降，受到了李的热情欢迎。然而一根筋的渊盖男建还不准备放弃，他还在坚守，只是连战连败，连败连战，陷入了无尽的恶性循环。

渊盖男建有些烦了，索性将兵权交到了和尚信诚手里，他以为出家人无欲无求靠得住，没想到，关键时刻，和尚也靠不住。信诚见大势已去，也动了凡心，暗中派人向李投降，双方约定，五天后打开城门，迎接唐军入城。

九月十二日，城门准时开放，唐军一拥而上，攻上平壤城墙，将唐朝军旗插遍了平壤的城头。渊盖男建的路走到了尽头，他选择了自杀。不过自杀未遂，随后被救活，然后又被唐军押往长安献俘，高句丽王国自此灭亡。