时近深秋，唐太宗因为当地变冷早、草枯水冻、士马难以久留、而且粮食将尽，所以班师还朝。唐太宗是从容班师。班师时唐太宗还耀兵于安市城下，安市城的人皆屏迹不出，安市城主登城拜辞，唐太宗赞赏安市城主的坚守与忠诚，赐给安市城主缣百匹。之后的返回路上，唐太宗听说太子来了，为了尽快见到太子，唐太宗还骑马奔驰，这种情况下骑马奔驰，由此可见，在征高句丽以及班师过程中，唐太宗显然没有受伤。
唐太宗因为没有攻灭高句丽而认为没有成功，而后悔说要是魏徵还活着，魏徵一定会劝阻他不要发动这场战争。十二月，在定州到并州(今山西太原)的路上，李世民病痈，在并州休养了几个月后才回到长安。回到长安后，唐太宗将一般政事交由了太子李治处理。
此战唐军虽然未能消灭高句丽，但在半年内，唐军连战连胜，连拔玄菟、横山、盖牟、磨米、辽东、白岩、卑沙、麦谷、银山、后黄十座城，迁徙高句丽居民七万人，斩首敌军四万人，而唐军死亡不超过两千人。可见唐军也不能算输了。
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