正月二十四日，李世民在洛阳仁寿宫仪銮殿召见了玄奘。玄奘在炎热的异域生活多年，皮肤晒得黝黑，眼角皱起了鱼尾纹。但他神态端庄，谈吐自然，措词文雅，风节贞峻，给皇上留下了良好的印象。李世民爱才惜才，很想说服玄奘还俗做官，效命朝廷，谋划打通西域和天竺的方略。玄奘早已超脱红尘，不可能再染世俗事务了。他郑重恳辞，并乘机提出了选贤译经的请求。译经若能得到皇上的敕许，就成了国家的事业，费用、场地和助手便都有了保障。他还有一个更大的心愿，就是通过大量翻译佛经，弘扬佛法，争取把“道先佛后”的排列位次改变成“佛先道后”，提高佛教的地位。然而李世民对于佛教的宽容是有原则有限度的。唐室自称陇西李氏的后裔，祖先是五胡十六国时在敦煌、酒泉建立的西凉国的国主李暠；又追尊道教教祖太上老君李耳为皇祖，宣扬“老君垂范，义在清虚”，吹得神乎其神，甚至把它同创物兴邦联系起来，颂赞道教清静、无为的教义有益于治理天下，“天下大定，亦赖无为之功”。老子李耳是天神上帝，道藏是中土之经，道教是华夏之教。因此，在李世民的心目中，方外之教传人中国，可以传播，但不能过分膨胀，以至压倒华夏本教，否则便是本末倒置了。不过，玄奘不畏艰难险阻，万里迢迢奔赴佛国搜集佛经，决心以毕生的精力投入经卷翻译，献身佛事。他的无怨无悔和顽强拼搏的精神感动了李世民，勉强依从所请，朱笔批示：“爰召学人，共成胜业。敕许译经，为亡母太穆皇太后窦氏的菩提。”由国库开支，在长安弘福寺兴建译经场所。玄奘千恩万谢，眼里莹莹地闪着泪光，说：
“陛下真是一代明君，功德无量，声名远播。中天竺王尸罗逸多曾向我问及《秦王破阵乐》，非常钦佩陛下的文治武功。”
“朕学浅心拙，”李世民心里颇得意，口头上却很谦虚，“在物犹迷，况且佛法高深幽微，岂能仰测。法师夙标高行，早出尘寰，泛宝舟而登彼岸，搜妙道而避法门，不妨撰写西行的种种见闻，让朕开开眼界。”
玄奘乐意地接受了旨命，由他口授，弟子辩机笔录，于次年七月写成《大唐西域记》十二卷，记下了中古史上一次艰险而伟大的旅行，进表呈上。后来玄奘在长达十九年的译经岁月里，虽然助手欠缺，译场屡易，困难重重，而译经事业始终未辍。到他病逝为止，共译佛经七十五部，一千三百三十五卷。
召见玄奘以后，李世民抛开一切杂务，亲自总督各路军马从洛阳出发东征，并下诏说：“朕自定州发兵后，由皇太子监理国政。”兵马刚要启程，收到了开府仪同三司尉迟敬德的奏折。他说：“陛下亲征辽东，太子居留定州，长安洛阳心脏地带守卫空虚，恐怕发生类似杨玄感那样的变乱。高丽不过边陲小国，不值得劳动圣驾。调遣一支人马前去讨伐，旗开即可获胜。”李世民不肯采纳，反而任命尉迟敬德当左一马军总管，随驾出征。
“皇上没有带你一起走，你就变个法子引起皇上的注意。哈哈，看来尉迟兄比俺会用心思。”程咬金扬起胡子拉碴的下巴，亲切风趣地笑着。
“别笑话人家，先说说你自己。”尉迟敬德反唇相讥道。
“皇上点名叫俺来的，俺没有提要求。”
“混世魔王耍滑头，”秦叔宝检举说，“尉迟兄有所不知，他在皇上面前亮出膀子卖弄自己，说他愈老愈精神，天天坚持练武，如今学会了射箭，能开十石力的弓。”
“俺没有说自己，是问皇上还能不能拉开十石力的弓弦。”
“欲盖弥彰，纯粹是毛遂自荐。”
长孙无忌匆匆走过来：“让我好找，皇上召你们咧。”
“干吗？”
“见了皇上自然会知道的。反正皇上少不得你们，你们也少不得皇上。”
长安有一个身份不明的人到留台声称告密，留守房玄龄问他：“告谁？”那人果敢地回答说：“告你！”房玄龄不敢专断，用驿马传送到行宫。李世民心里的火一下蹿到了脸上，满脸通红，让尉迟敬德、秦叔宝和程咬金率百骑侍卫持长刀伺候。他双眉耸立，厉声问道：
“你告谁的密？”
“告房玄龄。”来者脆快了当地对答。
“哼哼，”李世民一声冷笑，“当真不出所料。”他手一挥，喝令刀斧手：“推出去腰斩！”
告密者哭喊道：“我有证据。”李世民连听也不听，转过背去了。事后，他亲下玺书责备房玄龄不够自信，吩咐说：“再有类似事情，由你独断专行。”
远征军途经商朝太师比干墓地（河南卫辉市境），李世民下诏追谥比干为忠烈，命当地衙门整修坟墓，设春秋二季，用少牢（猪、羊）祭祀。免除附近五户人家的捐税差役，常年打扫墓地。
军马进抵邺城，御驾驻跸。李世民带着尉迟敬德、秦叔宝、程咬金和随征大臣绕城走了一圈。东汉建安九年，曹操破袁绍后，在此建都，兴筑宫殿、衙署和苑囿等，又在其西北隅筑铜雀、金凤、冰井三台。其中以建安十五年所筑铜雀台最出名。台高十丈，殿宇百余问。李世民亲写祭文祭祀魏太祖曹操，评价道：“临危制变，料敌设置奇兵，作为一员将帅计谋绰绰有余。然而做万乘之尊的帝王，则才智略显不足。”
先行出发的李世劫军，已经到达了离洛阳一千六百里的幽州。李世民的车驾进抵离幽州四百里的定州，传令三军休整数日。他看见患病的士卒，便召到御榻前安抚慰问，交付给州县进行治疗，无人不受感勉。有些姓名没有列入东征军簿籍的人，自愿以私人装备从军，动辄一千多人，上书乞请说：“我们不求得到皇上的封爵赏赐，只愿为国效忠，死而无憾。”李世民怕影响后方的农事和社会秩序，竭力解劝阻止。
从定州启行前，随行的太子一连哭了几天。李世民皱着前额，显出三道深深的抬头纹，带着鼓励的语调说：
“留下你坐镇定州，特别遴选良臣辅佐，是想使天下鉴赏你的丰采。”
“儿臣才干不足，”李治哭丧着脸，“又没有治国的经验，害怕误事。”
“治理国家，最重要的在于任用贤能，摒弃小人，赏善罚恶，至公无私。你应当努力实践，干吗哭哭啼啼？”
李世民降诏任命开府仪同三司高士廉代行太子太傅，与侍中刘洎、守中书令马周、少詹事张行成、右庶子高季辅，共同执掌机要事务，辅佐太子治。军马从定州开拔，李世民以临战的姿态身挂弓箭，亲手把雨衣绑在马鞍后面。命随驾出征的长孙无忌暂行侍中职务，杨师道代理中书令。
李世勣军离开营州治所柳城（今辽宁朝阳市），大张声势，佯装要穿过怀远镇，主力却秘密向正北行进，直指甬道——隋军征辽时在辽河流域所开辟的道路和搭建的浮桥，出于高丽的意料之外。跨进夏季，唐军从通定渡过辽河，挺进到玄菟（今辽宁沈阳市）。高丽王国像碰上了横扫一切的飓风，只觉得天旋地转，所有城池都紧急关闭城门，严令死守。辽东道副大总管、江夏王李道宗率数千人马抵达新城（今辽宁抚顺市北），折冲都尉曹三良引十余骑直压城门。城中引起了骚乱，却没有人敢出来应战。张俭带领胡族部落军做前锋，也渡过了辽水，袭击建安城，攻其不备，大败高丽军，斩首数千级。
李世民从幽州出发时，把军需粮草、物资器械和文书簿录等全都交给岑文本管理。岑文本夙兴夜寐，勤勉不怠，亲自料理调度，算盘笔墨从不离手，心力耗竭，以至言谈举止都跟平常大不一样了。李世民分外担忧，对左右侍臣说：“岑卿操劳过度，与我同时启程，只怕难与我一起返回。”当天，岑文本暴病身亡。夜晚，军中传来击鼓声。李世民悲怆地说：“文本不幸累死了，鼓声就像一下一下敲击着我伤痛的心坎。叫他们停止吧。”当时右庶子许敬宗正在定州，和高士廉等共掌机要事务。李世民急召他前来，任命他以本官检校中书侍郎，接管岑文本的公务。许敬宗跟岑文本相反，层层划分任务，明确职责，本人只督促检查，游刃有余。李世民十分赏识其才学与精干，却没有重用。直到高宗朝，他年过花甲，依附武则天，才坐上相位，执掌政权，扬眉吐气，寿终正寝。
李世勣和李道宗联合攻打盖牟城（今辽宁抚顺市），亲临城下督战，将士冒着矢石用云梯登上城墙，以摧枯拉朽之势攻陷了城池，俘虏二万余人，获取粮食十多万担。
张亮的水师从东莱启航北上，由黄海驶入渤海海峡，袭击卑沙城（今辽宁大连市）。该城面临大海，周遭悬崖绝壁，只有西门可以攀登。右骁卫将军程名振领军于夜间摸到西门，副总管王大度先行登城，一鼓作气攻破，俘虏男女八千口。张亮分遣总管丘孝忠等进抵鸭绿江阅兵，炫耀军威。
李世民御驾抵达辽泽（今辽宁辽阳市西），进入宽阔二百余里的泥沼地带。人马无法通行。将作大匠阎立德指挥用茅草和布匹铺在泥泞下架桥，运干土垫道，军马没有受阻，穿过了辽泽，继续向东进军。李世勣军南下到辽东（今辽宁辽阳市）。高丽遣四万步骑援救辽东，李道宗准备以四千骑军截击敌军。将士们有些怯战，畏畏缩缩地说：
“双方兵力悬殊太大，不如挖深壕沟，增高营垒，等候随皇上同行的大军到来。”
“敌人仗恃人多，”李道宗力排众议，“有轻视我们之心。兵法说，骄兵必败。而且他们远道赶来，不免疲顿，我军以一当十，可以击溃他们。”
“万一失利，怎么办？”
“失利不失利，都得打。”李道宗斩钉截铁地说，“我们作为前锋，自当扫清通道，躬迎圣驾。怎么能把敌人留给君王？”
李世勣权衡利弊，赞同李道宗的意见。果毅都尉马文举挺起胸脯说：“不碰上强劲的对手，硬碰硬，如何能显示壮士的勇敢？”他讨了将令，一抖征裙，跨上战马，直冲敌军阵地。刹那间，喊杀声震天动地，刀枪撞击出千万朵耀眼的火花，两军展开了激烈的厮杀。高丽军也打得很顽强，有进无退。他们利用人多的优势，四面出击。行军总管张君义挡不住敌军的来回冲杀，节节后退。李道宗提枪上马，高举帅旗，把冲散的兵马召唤拢来。他登上高处观望，发现西北角敌军阵营混乱，即率数十员骁骑杀进敌阵，左冲右突，奋勇砍杀。李世劫亲自出马，投入后备人马支援李道宗，形成内外合击之势，战败高丽军，斩首千余级。
逢山开路，遇水架桥。李世民御驾渡过辽河，拆毁桥梁，以破釜沉舟的态势激励三军将士一往无前，不打胜仗不生还，不顾一切干到底。唐军在马首山（今辽阳市西南）扎营，李世民慰劳三军将士，重赏李道宗，越级擢升马文举作中郎将，斩张君义。李世勣情绪很高，奏请道：
“陛下亲临一线，鼓舞人心，士气都调动起来了。臣准备调集军马，强攻辽东。”
“好，”李世民扬起一边眉毛，“赶快行动，部署完毕就发起猛攻，朕亲自给你观阵。”
辽东守军不敢迎战，龟缩在城内死守。唐军围住城池，取土填塞护城河。李世民由尉迟敬德、秦叔宝、程咬金和数名“百骑”护驾，亲临城下，他见一士卒背负泥土过重，便从他背上提出一些载到自己的马上。程咬金和随行人员跟着抢运泥土，群情激奋，争先恐后，来回飞奔，形成了一种热火朝天的热烈氛围。
“尉迟兄，快看，火烧鬼图表现，只想得到皇上的夸奖。”秦叔宝拉了拉尉迟敬德。
“他背了两草袋泥土，腰都压弯了。”尉迟敬德回复道。