九月，唐军开始围攻安市城。但由于攻城战限制了士兵精锐战斗力的发挥，兵力较少的唐军在高句丽军的顽强抵抗下未能迅速破城。随着天气逐渐转凉，唐军后勤补给困难。于是唐太宗决定班师，班师前还在安市城下举行了盛大的阅兵。
唐太宗在安市城下的阅兵式上神威凛凛，敌方守将甚至登城拜辞。而唐太宗在班师的途中则骑马奔驰，根本没有受伤的迹象。在这个征伐高句丽的战争过程中，高句丽军根本就无法靠近唐太宗的禁卫军，更不要说射伤唐太宗了。
在唐太宗征伐高句丽之战中，唐军攻克高句丽十座城池，歼灭高句丽军不下二十万，斩首四万余，仅安市城下一战就缴获高句丽五万匹马、五万头牛、一万领铁甲以及其他大量物资装备。而唐军方面阵亡两千余人，战马损失八千余匹。
综合来讲，唐太宗征伐高句丽的战果远大于损失，是漂亮的军事胜利。但自我要求非常严格的唐太宗觉得此战没有达成预想的战略目标，所以才觉得这是一场"败仗"。要是换成某些国家的"史书"，这样的"败仗"早就是"亘古未有的大胜"了。
