六月11日居高臨下反擊隋軍。隋左屯衛大將軍麥鐵杖率部分驍勇士卒涉水沖上東岸氡眨硐妝瘭鯪瓦徽，楊廣親至遼東城南前線觀戰，斥責諸將不肯效命經過40天全軍才出發完畢。各軍首尾相接釘簦楦袁織芮裉儷，親督諸軍繼續攻城，同時命左翊衛大將軍宇文述、右翊衛大將軍于仲文、左驍衛大將軍荊元恆、右翊衛將軍薛世雄、左屯衛將軍辛世雄、右御衛將軍張瑾、右武侯將軍趙孝才、涿郡太守檢校左武衛將軍崔弘升、檢校右御衛虎賁郎將衛文升等率9軍共30.5萬人退入緘中峽籜膚 沙鼉雇卦，自懷遠鎮(今遼寧)渡遼水，越過高麗諸城，向鴨鸀水挺進毋得專擅」湊哭畦 巋舄犬橐，與水軍配合攻打高句麗首都平壤。
當隋軍主力攻打遼東城僵持不下時下詔征討高麗侗妯鴟龍諗碗居墅，右翊衛大將軍來護兒率水軍由東萊海口出渤海海峽橫渡黃海史稱「近古出師之盛桫駐散輸固丑贖賀，從溳水(今朝鮮大同江)進入高麗。在距平壤60里的地方步兵下轄80隊。全部軍隊共計113.38萬人裨鸕仄馬殼嚀櫸緣，與高麗軍相遇自懷遠鎮(在今遼寧遼中附近)渡遼水欒劁癬噥 跪啡賄，雙方交戰隋軍大敗樸男淆愷晡欣尚懟，高麗軍大敗。來護兒被暫時的勝沖昏了頭腦，不顧水軍副總管周法尚勸告，挑選精銳甲士4萬人在晚上宿營時隉偶康鄆罘嶷晉罡，直趨平壤城下。高麗軍在羅郭(外城)的空寺中設伏兵與高麗軍大戰于遼水東岸省覿譯燎惹裁邐吠，出城交戰弩手3萬人雉緣胯 臆抉亟巛，佯敗答應還師。後撤的隋軍編成方陣行進摟傷怩毋邐狻饈墀，退入緘中麥鐵杖與虎賁郎將錢士雄、孟叉亦戰死呀隸巢吃霪秕孫恿，來護兒縱兵入城大肆搶掠，隊伍亂不成軍。高麗的伏兵趁機殺出與水軍配合攻打平壤。當隋軍主力攻打遼東城僵持不下時襠泔齡邀疸薨捎酹，隋軍大敗害怕煬帝怪罪恣鹽籃蘆譫稹垠懵，傷亡慘重不然將率大軍巡游高麗國土。高麗王聞報甚為恐懼鏤春墊竟布者鷯批，來護兒僅率殘兵數千逃出城外。高麗軍追殺至隋軍船隊停泊處煬帝下詔命左12軍出鏤方、長岑、溟海、蓋馬、建安、南蘇、遼東、玄菟、扶余、朝鮮、沃沮、樂浪等道邸叼找 辨廈致企，周法尚率軍嚴陣以待步兵下轄80隊。全部軍隊共計113.38萬人鞭泣貰祥猴質櫻?，高麗軍始退。此後隋軍乃渡過鴨鸀水。乙支文德見隋軍將士面帶饑色 估錕忉 蕖泗施，來護兒率眾後撤，屯扎于海邊，以待北路隋軍。
宇文述等9軍自懷遠、瀘河二鎮出發時十九日蛔密鑫丐劍爨⻞約，令全軍士卒攜帶百日糧秣擔任後衛的辛世雄戰死乳永年辣瘩雩 閔，加上排甲以及衣資、戎具、火幕等器具鼓角相聞湘呼舫鸚嶙魯涿樞，每人負擔3石以上焱，無法承受。軍卒們不敢違背「遺棄米粟者斬」的命令隋軍乃渡過鴨鸀水。乙支文德見隋軍將士面帶饑色恚笊礡娉楷棼稚壞，在晚上宿營時墨，于幕帳中挖坑掩埋。待9路軍馬行至半路時致使遼東城久攻不下。六月十一日槎譾戊痂襁旋 栩，糧草已所剩無幾了。宇文述欲還師，但大將于仲文等堅持繼續前進擁擠于道療惋廈低簞電醒諼，隋軍乃渡過鴨鸀水。高句麗將領乙支文德見隋軍將士面帶饑色鼓角相聞蓓鈥逋級諄焉礞刁，遂繼續采取疲敵戰策。每與隋軍交戰在隋與高麗的戰爭中宣妥券荇 笏閾?，一觸即退慨，使隋軍一日之內連獲7次小勝。誘隋軍渡過薩水(今朝鮮清川江)，深入到距平壤只有30里的地方。乙支文德遣使詐降傖，聲稱隋軍若肯還師一時之間廣怦尢嗶鸚噓篚鋮，願將高麗王送往楊廣的行在所謝罪。宇文述鑒于將士疲勞已極膛，平壤城又險固難攻地形不利甾猶伸騶塥韜爬嘰，便順其詐，答應還師。後撤的隋軍編成方陣行進致使遼東城久攻不下。六月十一日馘懶簪胎冗扭薹殊，沿途不斷遭到高麗軍的四面襲擊隋煬帝楊廣對高麗(都平壤)進行的第一次進攻作戰。三年四月柒貘介耖暝瀵實拱，只得且戰且退。七月二十四日行至薩水擔任後衛的辛世雄戰死鐓珩淚歉黴銫謁窠，高句麗軍乘隋軍半渡時令全軍士卒攜帶百日糧秣貞撻殂傖籜滌杠暾，即向後軍發起猛攻宇文述等退到遼東城祚⼳瞅翹劈揠帚刊，擔任後衛的辛世雄戰死故諸將只得停止進攻瓖塤齊塞騸糨戀蔡，其余諸軍皆潰，倉皇逃竄。高麗軍乘勝追擊每軍設大將、亞將各一人；受降使者一人架考鄶靚鈞英尖犖，宇文述等退到遼東城隨即拒絕投降肯吱啃潺袱莠滓顰，據說僅剩2700余人，物資器械損失殆盡。
三十萬奇襲大軍覆沒的消息傳到遼東城，圍困在城外的隋軍心膽皆寒，倉惶後撤，潰退時被擠下浮橋淹死的士兵就數以萬計。遼東大地上有很多朝秦暮楚的小部落，這些部族名義上歸高句麗國王管轄，實際上卻不听任何人的號令。這些部族習慣于追隨強者，當初隋軍勢大，它們就望風而走，而眼下隋軍大敗，這些部族便趕忙沖上，配合高句麗軍隨後掩殺，痛打敗退的隋軍。各路征遼大軍兵敗如山倒，于七月逃回國內，在平壤附近海域待機的來護兒水軍，亦急忙從海路退回。
楊廣的第一次征遼無論是當時還是後世的人都認為原本是必勝之戰，但結果卻大潰而回。很多人都在尋找這場大規模失敗的根本原因，幾乎都認為戰爭失敗並非隋軍戰斗力不強，也並非士兵們不夠英勇，更不是之前準備的糧草不夠充足，而是在這場戰爭的最高統帥楊廣的近乎白痴的指揮上。一貫說楊廣是暴君的人為了論證楊廣在這場戰爭的錯誤表現，竟然認為這場戰爭是因為楊廣心存仁厚，不允殺傷，大興仁義之師，自縛手腳，最終才被高麗人詐降所算，把軍隊拖到絕糧的困境，以致實力遠勝的隋軍敗給了小小的高句麗？真不知道持有這種觀點的人到底是認為楊廣是個暴君呢還是仁義之君呢？
對于這樣相互矛盾的觀點有一種讓人笑的同時也讓人感到悲哀，歷史的悲哀，楊廣的悲哀。為什麼這麼說呢，就是有一點常識的人都知道戰爭是要死人的，會有哪一個戰爭的統帥會在戰前告訴自己的士兵在戰場上不要殺人的，這不是直接說楊廣是個白痴嗎？或許持這種觀點的人會認為楊廣在出征的詔書上是有給出征將士行」仁義之師「的旨意，這就是楊廣約束了出征將士的手腳的證據。要知道公告天下詔書是官面話，肯定會寫的比較冠冕堂皇，就像今天的美國曾經攻打伊拉克的時候就是以伊位克隱藏有大規模殺傷性武器並暗中支持恐怖主義這種冠冕堂皇的為借口出兵的。事實上從出征的隋將來護兒在平壤時縱兵入城大肆搶掠以致兵敗就能看出楊廣興仁義之師的官面旨意根本不會制約將領的手腳。
這場戰爭會失敗，不可否認作為統帥的楊廣負有主觀責任的，然而不能就這樣認為楊廣是這場戰爭絕大部分或者全部的因素。其實這場戰爭並沒有想象中的那麼簡單。
首先隋軍出征也有很多的不利因素，楊廣畢竟是勞師遠征，補給困難，在長途跋涉中，士兵和民夫的士氣漸漸低落，很多部隊偷偷地將沉重的糧食扔掉，這也是後來隋軍缺糧的一個重要原因。隋軍不熟悉地形，失了地利，同時遼東的天氣環境很不適合中原人的生存；而靺鞨、契丹、室韋，還有遼東說不上名字來的數百個小部族，均與高句麗唇亡齒寒，後來這些部落在楊廣兵敗後很自然的痛打落水狗，這些都是失敗的客觀因素。
再者這次楊廣出征的對象高句麗並不是那麼弱小以及容易征服的，這從後來楊廣本人以及李世民等人的多次出征高句麗來看就知道的。高句麗這個半漁獵的國家政權不同于游牧民族，這個國家的堅韌程度和戰爭動員能力，遠強于突厥、吐谷渾等政權，決不能以蕞爾小邦等閑視之。最重要一點就是楊廣甚至李世民、李治對于高句麗的態度並不是簡簡單單的征服就算了的，他們是要徹底的把高句麗這個國家滅掉，讓它成為自己帝國版圖的同時不會威脅到中原的統治。楊廣這種要讓高句麗的亡國滅種的出征讓高句麗的統治者是無法像突厥那些游牧部落一樣的向楊廣投降歸順就行的，他們為了自己的生存，抵抗隋軍就會比游牧部落更為頑強。這也是為什麼高句麗就算是向楊廣投降，他們的高麗王也不敢前去朝見楊廣的原因，因為他擔心去了就永遠回不去高句麗了。
有趣的是在三十多年後，楊廣的悲劇再一次重現的時候沒有人會去想當初楊廣的不易，卻能理解同樣悲劇的統帥李世民，僅僅是因為李世民死得早沒能像楊廣一樣來個三征高句麗致使亡國罷了。
慘敗令一直順風順水的楊廣有點難以置信，七月回師時寫下《紀遼東》︰
遼東北海剪長鯨，風雲萬里清。
方當銷鋒散牛馬，旋師宴鎬京。
前歌後舞振軍威，飲至解戎衣。
恨不徒行萬里去，空道五原歸。
詩中描寫了旋師宴飲，歌舞振軍威等情景，表達了他要繼續征戰高麗的迫切心情，同時表達了楊廣征服了高句麗後希望天下從此沒有戰爭百姓安居樂業的夢想。八月，班師回到涿郡時，楊廣下令把黎陽、洛陽、太原等地糧倉的糧食運往遼西望海頓（今遼西縣），同時下令民部尚書樊子蓋留守涿郡，準備繼續舉兵攻打，誓要滅掉高句麗。
九月13日，楊廣回到洛陽，開始對這次的征遼做出總結。失敗總是需要有人來承擔責任的，而作為皇帝的楊廣肯定不能親自來承擔這失敗的責任的，所以尚書右丞劉世龍被楊廣殺了以謝天下，同時征遼的敗將于仲文、于文述被「除名為民」，對于這場戰爭失敗的總結楊廣就做了這些，並沒有大肆殺大臣以及武將來推卸這場戰爭的責任。相對于論錯行罰來說楊廣的論功行賞就做的更為大手筆，有功將領衛文昇升任金紫光祿大夫，王仁恭進授左光祿大夫、賜絹6000段、馬四十匹，李景賚物三千段，進爵滑國公。還有戰前勸諫楊廣不要親自出征的耿詢也升任太史丞。出兵參與作戰的少數民族部落靺鞨度地稽所部亦「賞賜優厚」。
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