贞观十八年二月十三日，唐太宗李世民着眼于西域与北方边疆的长治久安，特意颁布诏令，免除归属大唐各州管辖的突厥、高昌各部落百姓两年徭役。自大唐平定高昌、收服突厥部落以来，这些边陲部族成为中原王朝稳固西北、管控边疆的重要力量，当地百姓历经战乱与迁徙，生计尚未完全恢复。此番减免徭役，是唐太宗推行的怀柔边疆之策，既让胡汉杂居的边陲百姓得以休养生息、安心生产，也进一步笼络边疆部族人心，强化他们对大唐的归附之心，稳固西北、北方的边防根基，为后续朝廷集中兵力经略东北扫除后顾之忧。
彼时东北边境烽烟渐起，高句丽政权野心勃勃，不仅公然阻挠新罗、百济两国派遣使臣前往长安朝贡，阻断东北亚诸国与大唐的外交、商贸往来，破坏大唐主导的藩属秩序，还频频派兵侵扰大唐辽西边境，烧杀抢掠，残害驻守边军与当地百姓，边境警报屡屡传至长安，朝野上下愤慨不已。唐太宗深知高句丽屡犯天威、不守藩臣之礼，若不加以惩戒，势必助长其嚣张气焰，危及整个东北边境安稳，更会动摇大唐在东亚诸国的宗主国地位，经过与朝中重臣反复商议，最终下定决心，发兵征讨高句丽，以儆效尤。
七月初三，唐太宗正式下达军令，任命营州都督张俭为主帅，统领幽州、营州两地的驻防唐军，联合归附大唐的契丹、奚等部族军队，率先对高句丽发动试探性进攻。此次出兵，一是试探高句丽的兵力部署与边防实力，二是安抚辽西边境百姓，遏制高句丽进一步侵扰的势头，为后续朝廷调集大军、大举东征做好前期铺垫。
西北边陲再起波澜，八月，西域焉耆国（今新疆焉耆西南）暗中与西突厥势力勾结，背弃与大唐的盟约，切断西域商道，劫掠大唐商旅，公然与大唐为敌，严重威胁大唐对西域的管控权与丝绸之路的畅通。安西都护郭孝恪火速将此事奏报长安，获得朝廷准奏后，当即亲自率领安西守军，星夜奔赴焉耆国。唐军长途奔袭，出其不意发起猛攻，迅速攻破焉耆都城，生擒其国王，一举平定焉耆叛乱，彻底清除了西域境内的反唐势力，巩固了大唐在西域的统治，保障了丝绸之路的安全，让大唐得以专心筹备东征高句丽之事。
步入十一月，唐太宗一边统筹东征军务，一边秉持仁政理念处理朝政。十一月初八，他亲自过问司法要务，下令讯察记录全国囚犯罪状，督促刑部、大理寺复核案件，严查冤假错案，坚守慎刑宽法的治国原则，避免朝政动荡、司法失度。
十一月初十，为彰显朝廷敬老恤老、以德治民的理念，唐太宗特意派遣使臣，专程前往郑、汝、怀、泽四州，巡视慰问当地高龄老人。使臣们带着朝廷的赏赐与酒宴，每到一地便宴请高龄老者，赐予粮食、布帛与生活用品，安抚民生，凝聚中原民心，让百姓安心，确保东征期间后方政局稳定。
十一月二十四日，经过数月周密筹备，唐太宗正式下达东征高句丽的总军令，兵分两路、水陆并进：任命刑部尚书张亮为平壤道行军大总管，统领四万水军，乘坐五百艘战船，从莱州（今山东掖县）出发，横渡渤海，直扑高句丽都城平壤，从海上形成攻势；任命太子詹事、左卫率李勣为辽东道行军大总管，率领六万步、骑精锐大军，向辽东进发，从陆路直捣高句丽辽东重镇。两路大军互为犄角，声势浩大，拉开了唐太宗亲征高句丽的正式序幕。
贞观十九年，东征高句丽进入关键阶段，唐太宗决定御驾亲征，提振全军士气。二月十二日，唐太宗离开长安，前往洛阳宫驻扎，将洛阳作为东征的后方指挥中枢，统筹粮草调配、兵力增援等各项军务，全面指挥前线战事。
二月十七日，为确保东征期间朝政稳定、国政不辍，唐太宗下诏，命皇太子李治留守定州，代行处理全国政务，辅佐李治熟悉朝政运转，同时安排朝中老成重臣留守辅佐，彻底解决御驾亲征的后顾之忧，稳固大唐后方根基。
四月初六，唐太宗抵达幽州，召集水陆两路全军将士，举行隆重的誓师大会。祭告天地、宣读高句丽罪状、申明唐军军纪，随后大肆犒赏全军将士，鼓舞三军士气。数万将士群情激昂，斗志昂扬，誓要平定高句丽、安定东北边境，随后各路大军分头向高句丽境内挺进。
四月二十六日，辽东道行军大总管李勣率领陆路大军率先传来捷报，历经激战，成功攻克高句丽军事重镇盖牟城（今辽宁抚顺），打通了唐军向辽东腹地进军的通道，缴获大量粮草、军械，充实了唐军军需。
五月初二，平壤道行军总管程名振率领水军先锋，猛攻高句丽沙卑城（今辽宁金县东），凭借水军精锐战力，一举破城，扫清了唐军海路进军平壤的前沿障碍。此时，唐太宗亲自统领大军，赶赴辽东前线，坐镇军中督战，全军将士士气大振，对高句丽各城池发起猛烈攻势。
五月十七日，在唐太宗亲自督战下，唐军水陆配合、猛攻多日，最终攻克高句丽战略要地辽东城。此城是高句丽镇守辽东的核心城池，城高池深、防守坚固，唐军攻克此地，重创高句丽主力，极大震慑了高句丽朝野。
六月初一，唐军乘胜追击，顺利攻克白岩城，辽东多地接连被唐军收复，东征局势一片大好。
六月二十三日，唐军进抵安市城，在安市城东南山地与高句丽主力大军展开决战，此战异常惨烈，唐军奋勇冲杀，大败高句丽军队，歼灭大量敌军，但左武卫将军王君愕在阵前冲锋、奋勇杀敌时，不幸壮烈殉国，成为此次东征牺牲的最高级别将领。
然而安市城地势险要、城防极为坚固，高句丽守军死守不降，凭借有利地形顽强抵抗，唐军多次猛攻，均未能破城。战事陷入僵持之际，辽东地区天气骤然转冷，寒风凛冽，粮草补给也日渐耗尽，士兵水土不服、冻伤渐多，再战下去恐遭全军覆没之险。唐太宗审时度势，不忍将士白白牺牲，最终忍痛下令全军班师回朝，结束此次东征高句丽之役。
十月十一日，唐军凯旋回军途中，驻扎在营州，唐太宗悲痛不已，下令用牛羊猪三牲，隆重祭奠在东征战事中为国牺牲的将士，亲自祭拜，追封殉国将士功绩，抚慰阵亡将士家属，告慰忠魂。
十月二十三日，大军行至汉武台，唐太宗命人在此刻立石碑，亲自撰文，记述此次东征高句丽的战事始末、将士功勋，铭记为国捐躯的英烈，彰显大唐国威。
十一月初九，大军返回幽州，唐太宗再次下令，大肆犒劳全军将士，论功行赏，安抚历经战事的三军将士，圆满结束此次亲征征程。
东北战事刚歇，北方边境再起战事，十二月二十五日，薛延陀部落趁大唐东征之际，派兵大举侵犯夏州，妄图侵扰大唐北方边境。左领军大将军执失思力率军迎战，凭借娴熟的骑兵战术与丰富的作战经验，一举大败薛延陀军队，斩杀、俘获大量敌军，彻底击退薛延陀的进犯，稳固了大唐北方边境。