率众来会，诏授男生为辽东大都督，兼平壤道安抚大使，封玄菟郡公。又命李勣为辽东道行军大总管，兼安抚大使，带领左武卫将军薛仁贵等，水陆并进，援应何力同善等军。且敕何力同善等，悉受李勣节制。勣渡过辽水，道出新城。召语诸将道：“新城为高丽西鄙，不先攻下，余城未易图了。”乃督军占据西南山，俯瞰城中，环矢迭射。城中恟惧，遂缚城主出降。李勣使契苾何力入守，庞同善高侃为犄角，留薛仁贵往来游弋，策应各军，自率大兵进击，连拔一十六城。男建果然潜兵西出，来袭高侃营寨，被薛仁贵中途邀击，大败遁归。侃遂进军金山，金山地据要害，戍卒如林，见侃军到来，奋力出斗，侃与战不支，逐步退还。高丽兵哪里肯舍，相率赶来，可巧碰着了薛仁贵，横冲而入，把高丽兵截作两段，侃亦麾军返攻，两下合击，杀死高丽兵五万余人，乘胜逐北，捣破南苏木底苍岩三城，声威大振。仁贵尚不肯罢手，竟自引部下三千骑，进攻扶余城，诸将虑他兵少，劝令休进。仁贵笑道：“兵不在多，但看使用合宜，虽少何害？”随即毅然前往，直抵扶余城下。守兵出城接仗，怎禁得仁贵一支大戟，前挑后拨，纷纷落马。仁贵部下，又都是百战雄兵，无人可敌，眼见得守兵败衄，弃城而逃，一座好城池，又被仁贵据住了。极写薛仁贵。扶余附近四十余城，均惮仁贵威名，望风请降。
李勣闻扶余城得下，很是喜慰，即遣侍御史贾言忠，还报高宗。高宗问及军事，言忠答道：“高丽必平。”高宗道：“卿从何处看来？”言忠道：“昔隋炀帝东征，因人心离怨，所以不克，及先帝东征，因高丽无衅可乘，所以不克。俗语有云：‘军无媒，中道回。’今男生兄弟，自相斗阋，男生倾心内附，为我向导，彼国虚实，我已尽知，将帅成谋，士卒效力，哪有不克之理？且闻高丽秘记，曾有谶语，谓不及九百年，当有八十大将，倾灭高丽。高氏自汉立国，至今已九百年，李勣年已八十，正应彼谶，更兼高丽连年饥馑，妖异迭兴，人心惊惶得很，还有甚么不亡哩？”高宗又问辽东诸将，何人最贤？言忠道：“薛仁贵勇冠三军。庞同善虽不善斗，持军却也严整。高侃勤俭自处，忠果有谋。契苾何力沈毅能断，性少忌刻，却不失为统御才。这数人统是当代良将，若讲到夙夜小心，忘身忧国，总要推大总管李勣哩。”言忠评论诸将，尤属有识，惟推重李勣，说他忘身忧国，未免阿私所好。高宗怡然道：“卿可谓观人有识了。”当下仍遣令东行，慰问将士。及言忠至军，李勣已亲至扶余城，援应薛仁贵，杀退男建部众。进拔大行城，复会合诸军，攻破鸭绿水坚垒，直捣平壤城了。
言忠奉诏慰谕，士气益奋，契苾何力引军先至平壤城下，勣军继进，围攻至月余，高丽王高藏，势穷力蹙，乃遣泉男产率首领九十八人，持着白幡，出降军前。惟男建尚闭门拒守，且屡遣兵夜袭唐营，均被唐军击退，男建尝以军事委僧信诚，信诚输款唐营，愿为内应。越五日，开城纳唐军。勣即纵兵登城鼓噪而入。男建方欲自刎，正值唐军齐进，七手八脚，将他捆住。又把百济故主扶余丰，也一并拿下，余众悉降。当由勣传檄高丽全境，令他归顺，所有高丽五大部，凡百七十六城，余已由唐军攻克外，没一处敢行抗命。高丽遂平。
勣乃振旅还朝，途次接到诏敕，将高藏等先献昭陵，次献太庙，待一一遵行后，然后奏请受俘。高宗亲御含光殿，传见高藏以下诸人，高藏等匍匐殿阶，由高宗而颁诏敕，赦高藏泉男生等罪，各授官爵。惟泉男建扶余丰两人，罪大难宥，一流黔州，一流岭南。分高丽为九都督府，四十二州百县，特就平壤设安东都护府，统辖高丽，即令薛仁贵检校安东都护。总兵二万人镇抚。惟扶余丰子扶余隆，早已出降，有诏令为熊津都尉，招辑余众，且替他颁敕新罗，劝释前嫌，互修新好。新罗王金法敏，不敢不从，遂与隆同盟熊津城。刘仁轨代作盟词，俾敦睦谊，然后带着守兵，航海西还。高宗亲祀南郊，告平高丽，进封李勣为太子太师，令他襄祀，充亚献官。
是年又改元总章，且欲亲幸凉州。大理少卿来法敏，上言陇右凋敝，不宜巡幸，乃不果行。总章二年冬季，李勣寝疾，弟弼由晋州刺史任内，奉旨召还，命为司卫卿，使视兄疾。勣见弼少觉心喜，便道：“我俟稍愈，可置酒同宴。”于是设席奏乐，兄弟会食，子孙侍列，欢饮将毕，勣语弼道：“我见房杜二人，平生勤苦，撑立门户，后因诸子不肖，荡覆无余。房遗爱事见前，杜子名荷，曾尚太宗第十六女城阳公主，因坐承乾事，被诛，兄构亦贬死岭表。我有子孙数人，今悉托汝，汝应为我慎察，如有言行乖异，妄交非类，请先行挝杀，然后上闻，勿令他人笑我似房杜一般。我死后殓用常衣，外加朝服，倘死后有知，可著此服往朝先帝，慎勿过侈。众妾愿留居养子，不妨听他，否则任令他去。如不从我言，我虽死恐将戮尸哩。”虑患虽深，奈天不从汝何？言已不禁泪下，弼唯唯受教。嗣是病日加剧，高宗及皇太子赐药，每至即服。家人欲呼医审视，勣慨然道：“我本山东农夫，从龙佐命，位至三公，年逾八十，还有甚么不知足哩？生死由天，非关医药，不过上承恩贶，不敢不服，外