大業九年(公元613年)春，隋軍第二次出征高麗，和第一次討伐高句麗一樣，煬帝禦駕親征。戰爭開始後，兩國互有勝負，但是，隋朝後方負責督運糧草的將領楊玄感趁隋軍遠征高麗，發生叛亂，並率軍親攻東都，煬帝大驚，不得不撤兵回國平亂，軍資、器械等皆被丟棄。隋朝第二次征高句麗半途而廢，沒達到任何目的。
大業十年(公元614年)春，煬帝又親自前往涿郡，隋軍第三次出征高麗。隋軍在卑沙城（今遼寧金縣東大黑山)大敗高麗軍，與此同時，大將來護兒率水軍直達平壤，高麗王元向隋軍乞降。由於接二連三的戰爭，雙方均損失慘重，都到了山窮水盡的地步，高麗王向隋煬帝稱臣請和，隋煬帝賺足了顏麵。加上隋朝內部發生農民起事，幾乎遍布全國，史書記載“群盜蜂起，不可勝數”，煬帝隻好從遼東罷兵回京。
隋文帝和隋煬帝前後總共四次征討高麗，尤其在隋煬帝時期傾盡國力連續三次征討高麗，耗時數年，耗費了巨大的物力人力和財力，又因為遇到極其惡劣的天氣和手下大將謀反等原因，幾次戰爭幾乎均以失敗告終。因此引得國內人民怨聲載道，極為不滿，民間起義揭竿而起，隋王朝的國力也從此轉向衰落和滅亡。
隋煬帝修建的大運河，是中國曆史上為數不多的一項浩大的工程，和秦始皇修建的長城一樣，被保留至今，仍然發揮著巨大的作用。大運河連接著長江流域和黃河流域兩個文明中心，對中華民族的發展和綿延發揮著巨大的作用，為後世南北的經濟文化交流提供了極大的便利。大運河全長兩千多公裏，以洛陽為中心，北邊一直到涿郡一帶，南邊延續到了杭州。大運河是中國古代最長的運河。
開皇四年（公元584年），隋文帝曾派宇文愷率領將士和幾十萬民工開鑿漕渠，從大興城的西北部引來渭水，水流順著漢代漕渠的古道向東而去，經過潼關流入黃河，全長達到了150多公裏。大業元年，漕渠又被改名為永通渠。但是，修鑿的局部運河，已經遠遠不能滿足社會經濟文化發展的需要了，修建一條貫通南北的水道已經成為隋朝社會經濟交流最為迫切的需要了。
隋煬帝即位的第一年就下令修造了通濟渠。早在戰國初期，魏國就開鑿了鴻溝。隋朝修建的通濟渠是在鴻溝和下遊的汴河兩水基礎上，稍稍加以疏浚，從洛陽城以西將穀水、洛水引入黃河，再從今河南滎陽汜水鎮東北黃河側引黃河入汴河，經今河南開封東南入淮河。隋煬帝同時還派人改造邗溝，
大業元年（605年），隋煬帝派人征發“淮南民十餘萬”開通邗溝。早在春秋時期，吳王夫差曾下令開通長江和淮河之間的運河。隋朝大運河當中的邗溝，就是在春秋時期吳國夫差下令修建的邗溝基礎上疏浚而成的，因這條河流經吳國邗城（今江蘇揚州）城，所以稱為邗溝。
三年後的大業四年（公元608年），為了遼東軍事需要，朝廷征發河北諸郡百萬民工開鑿永濟渠，男子不夠，還征發了大量婦女。永濟渠從洛陽的黃河北岸，引沁水東流入清河，到今天的天津附近，經沽水（白河）和桑幹河（永定河）到涿郡。大業六年，隋煬帝派人溝通了長江河：“八百餘裏，廣十餘丈”。隋煬帝前後用了六年的時間開鑿了大運河。大運河以餘杭、洛陽、涿郡為三點，分為江南河、邗溝、通濟渠、永濟渠四段，把錢塘江、長江、淮河、黃河、海河五大水係連接起來，成為連接中國南北交通的大動脈。“大運河”的修建使中國南北長江和黃河之間的水域水運暢通無阻，為後來封建王朝的繁榮富強打下了牢固堅實的基礎，時至今日，依然發揮著不可取代的作用。大運河的修建不僅加強了隋王朝對南方的軍事與政治統治，而且使南方的豐富的物資順利地到達北方，尤其是當時繁盛一時的洛陽和長安，在有利於軍事和政治的同時，南北方的文化交流也得到了有力的加強。後世對此給予了高度評價。
隋煬帝時代下令修建的南北大運河是功在當代利在千秋的豐功偉業，幾千年來，無論世事如何變遷，它都靜靜地發揮著自己的功能，造福萬民。在後世對隋煬帝的評價中，雖然他飽受批判，但是對大運河給予了高度評價，這也是隋煬帝留給後世最大的功績和財富。