貞觀十九年（645）三月底，大將李世□兵發柳城（今遼寧朝陽），但卻大造聲勢，假裝要從懷遠鎮（今遼寧北寧附近）渡遼水，因此高麗將重兵放在了懷遠，此時李世□出其不意，到達柳城後迅速北進，經甬道向通定（今遼寧新民）進發，在高麗意想不到的地方渡過了遼水，使得高麗依仗的遼水屏障失去了作用。李世□這招聲東擊西其實也是逼不得已，高麗在邊境上大修長城，如果正麵行軍，那麼唯一可走的道路便是遼東那著名的沼澤區，而高麗對這一地區嚴密設防，李世□的先頭部隊人數不多，正麵硬碰顯然不行，所以隻能繞道。唐軍渡過遼水的消息傳到高麗後，舉國震驚，城邑均閉門自守，不敢出擊。四月五日，遼東道副大總管、江夏王李道宗將兵數千人抵達新城（撫順北關山城），帳下折衝都尉曹三良引十餘騎直壓城門，城中軍民驚恐騷亂，不敢抵抗。營州都督張儉以胡兵為前鋒，向建安城（今遼寧蓋州青石嶺）進發，途中擊敗了前來迎戰的高麗兵眾，殲敵數千。
四月十五日，李世□和李道宗率唐軍主力從西、北兩麵進攻蓋牟城。經過激戰，李世□部率先攻入城中，俘獲高麗兩萬餘口，繳獲糧餉十餘萬石。此次的攻城得手唐軍繳獲了極多後勤糧草，這使得唐軍幾乎不必再從國內繼續運送多少糧食，使得本來就不繁重的唐軍後勤負擔進一步的減輕，也使得唐軍在遼東有了一個據點。我們從打下蓋牟城後的繳獲也能看出高麗人依托要塞、長期據守的戰略思想是多麼根深蒂固。當時一個成年男子一年能夠消耗的糧食平均是七石，十萬石的糧食幾乎夠城中的軍民整整一年的消耗，而中原軍隊想要在遼東的環境下做到長期圍城顯然任務極其艱巨，高麗人在經過了長期的經營之後，在這個方麵顯然進行了非常周全的準備。
接著，李世□又麾軍北上，向遼東城進發。這時，唐平壤道行軍大總管張亮所率水軍從東萊（今山東萊州）渡海，襲擊卑沙城。該城依山而建，四麵險峻，唯西門可以攀登。唐軍前鋒程名振引兵深夜抵達城下，副總管王文度身先士卒，率兵冒死登城。五月二日，攻拔其城，俘城內男女八千餘口。大總管張亮又分遣總管丘孝忠等耀兵於鴨祿水，騷擾高麗都城平壤以北的最後一道防線。
貞觀十九年五月初，李世□和李道宗率前鋒部隊四千餘騎抵達遼東城下。五月初八，泉蓋蘇文派步騎四萬援助遼東守軍。這時，唐軍諸將都覺得敵眾我寡，因此，主張深溝高壘，等主力部隊全部集結以後，再行出擊。唯副總管李道宗認為應乘敵軍援兵“遠來疲頓”之時，主動迎戰，“擊之必敗”。李世□表示讚同，此時部將果毅都尉馬文舉也主動請戰，麵對十倍之敵，他在陣前豪氣幹雲，長喝道：“不遇勁敵，何以顯壯士！”策馬向敵陣衝擊，所向披靡。由此兩軍於遼東城下大戰。高麗軍遭到馬文舉突擊之後組織力量反擊，行軍總管張君□部遇到高麗優勢兵力的反擊，抵擋不住，向後退卻，唐軍局勢上陷入不利。李道宗見到張君□部陷入混亂，立刻親自前往指揮，在收集散卒之後，策馬登高遠望，看到高麗軍陣已經被馬文舉攪亂，於是率驍騎乘隙衝入，左右出入，勢不可當，使得高麗軍陣更為混亂。李世□率眾於其後衝突，高麗軍終於崩潰，被殲一千餘人。