大結實等優良的效能，對沒什麼防備的高麗水師發動了毀滅性的打擊。猝不及防的高麗水師根本沒辦法組織起有效的抵抗，瞬間潰敗，經過差不多一夜加小半個白天的激戰，高麗水平全軍覆滅。

而在郭待封率水師前鋒艦隊與高麗水師大戰的時候，大總管龐同善率領餘下的水師戰船，利用夜間的月色趁夜航行，進入高麗人沒有設定任何障礙物的浿水內，在天色大亮前，抵達平壤城外。

抵達平壤城外後，龐同善馬上遣一將率一支敢死隊趁天還未大亮的時候，突襲平壤城東的馬邑山，輕鬆地擊敗了沒有防備的馬邑山的守軍，攻佔了平壤城外的這個制高點，並將馬邑山周圍整個都控制起來，截斷了其他高麗軍隊從東南面增援平壤城的道路。

隨後龐同善所領的數萬大軍順利在平壤城外的浿水河岸登陸，並用極小的代價擊敗了發現我水師戰艦抵達後，準備攻擊我登陸大軍的那萬餘高麗人，將其大部俘虜和殲滅。

或者是被我突然出現在平壤城下的水師戰艦嚇壞了，高麗人毫無鬥志，不堪一擊，可以用一觸即潰來形容，在我大軍登陸並發動攻擊時候，幾乎沒費什麼勁就將他們擊潰了，兩軍對殺時候高麗人都是被我軍追著殺，沒有反擊的能力，甚至聞聽到動靜的城內守軍也沒敢出城支援，一名校尉所領的數百名將士曾經衝到了平壤城下，將被關在城門外的那部高麗殘兵全部殲滅，在城下耀武揚威般威嚇了一陣，城內的守軍也不敢出戰。請牢記

肅清城外的高麗人馬後，登陸的我大軍數萬人很快將平壤城圍住，但並沒急於攻城。在天黑前，結束了海上戰事的郭待封率所領的人馬也抵達平壤城下，與龐同善部一道合兵，準備攻打平壤城。

攻城的戰役在第二天午後開始，我大軍集結力量攻打東南方向的幾座城門，但剛開始攻打時候，戰事進行的並不順利，平壤城城高牆厚，城內的守軍又數次經歷過被唐軍圍城的境況，守城經驗非常豐富，龐同善和郭待封在指揮將士們攻打了兩天，沒能攻陷任何一座城門，還折損了數千將士，只得暫時罷兵，伺機再攻，並派人急傳原本應該比他們早抵達平壤的浿水道大軍增援。

浿水道的大軍比預期遲了兩天抵達平壤，還是劉仁軌所領的一萬人先期抵達，遲了一天半後，劉仁願所領的唐軍及金法敏所率的新羅軍隊抵達，將平壤城團團圍住。

兩路大部會合後，總兵力已經有十五六萬，馬上對平壤城展開了更猛烈的攻擊，但依然沒有太多的進展，萬餘唐、新聯軍將士折損在平壤城下，在城內指揮作戰的泉男建還曾派出軍隊出城作戰，但出城的高麗軍隊皆敗於我軍，最後高麗人也不再派兵出擊，只是依堅固的城牆守衛。

軍繼續攻城，並且每天都向城內射出勸降信，要高麗人投降，高麗人見我大軍攻城無果，並沒有守將開門請降，我大軍只得繼續強行攻城。

就在攻城進入白熱化的時候，薛仁貴所領的萬餘人馬也抵達平壤。

薛仁貴所領的人馬當中有幾百名是泉男生的手下，他們對平壤城的佈防很是熟悉，並知道連通城內外的一些秘密暗道。薛仁貴在抵達平壤城外後，組織了兩百人的一支敢死隊，親自率領，在一名泉男生的親信帶領下，趁夜間從一條非常秘密的暗道潛進城外，對北側的一個城門發動突襲，殺死了大部分駐守城門的高麗守軍，並趁高麗人大亂之際開啟了城門，城外的唐軍蜂擁而入，很快就佔領了北側的這個城門。而唐軍也一改這些天白天攻城，晚上休息的攻城計劃，在夜間全面發動攻勢，泉男生的幾名親信在北側一個城門攻佔後，再潛往另外一個城門，將一名喚作僧信誠的原泉蓋蘇文親信手下勸降，僧信誠開啟正北門向我大唐軍隊投降，我大唐趁勢攻佔平壤城正北門。

平壤城北側兩座重要的城門被我大軍佔領後，薛仁貴命令將士們登上城樓，齊聲大喊平壤城已經被我軍攻破，聽到從城內傳來我大唐軍隊將士的喊聲，許多守城的主將已經失去鬥志，陸續有城門的守將開城請降，數座城門落入我大軍手中。

在奮戰了一天一夜後，大部的城門都已經被我軍攻佔，知道大勢已去的高麗王高藏率兩百餘名大臣向我軍請降。而泉男建、泉男產兄弟則率一支精銳的人馬突圍出去，往西逃竄。

在我大軍圍困平壤城後的第十天，終於將高麗的國都攻破，攻打高麗的戰役取得了決定性的勝利。在肅清平壤城內的殘敵，控制了城內的局勢後，薛仁貴、劉仁願、龐同善分別向長安及還在遼東作戰的李勣發了戰報，將這大捷的訊息告訴了朝廷和整支大軍的統帥李勣。