按理来说镇压叛乱稳定国内应该成了隋朝和杨广的中心工作了，但杨广两次东征高丽的已经骑虎难下，杨广和大隋都无法承受两次败于高句丽这样一个小小属国的严重政治后果，帝国和作为帝国主人的杨广都必须用一场胜利来及时挽救自己摇摇欲坠的霸主威严。于是在大业十年（614）二月，杨广硬着头皮第三次发动了征辽战争。
大业十年（614）元旦，没有回京的杨广是在高阳（今河北定县）行在所度过。这年元旦，百济又遣使朝贡，杨广接见了其使者并再约以夹击高句丽之事。二月初三，杨广诏百官商讨再伐高句丽，全体官员竟沉默了数日。因为对于被他们连征两次已经处于崩溃边缘的高丽国他们不想放弃征服它的机会，然而群臣知道杨玄感叛乱虽已平定，但国内“群盗所在皆满”，局势已乱，征辽闹得天怒人怨，百官明知安抚国内动乱才是当务之急，可是杨广驻跸高阳对高句丽志在必取之举，群臣们只好沉默。

而后，杨广下了一道的诏书，以皇帝的身份对前面几次的征辽事宜做出总结，诏书称“往年出车问罪，将庙辽滨，庙算胜略，具有进止。而谅昏凶，罔识成败，高颎愎恨，本无智谋，临三军犹儿戏，视人命如草芥，不尊成规，坐贻挠退，遂令死亡者众，不及埋藏。今宜遣使人分道收葬，设祭于辽西郡，立道场一所”。

诏书中杨广对于为征辽事业献身于辽东的文武将士表达了惋惜悲悯之情，同时派人收葬弃于荒野的隋征辽士兵骸骨，设立道场祭坛超度死者亡灵。然而作为高傲的皇帝杨广并没有在诏书中坦承自己前两次征辽的失败，反而把自己亲征失败时在辽东留下的将士骸骨归为开皇年间弟弟杨谅和宰相高颎时留下的，这也是作为皇帝杨广的无奈之举，因为他是皇帝，即使知道自己错了他不能正大光明的承认自己的错。但在二月23日杨广下诏第三次御驾亲征高句丽的诏书中他还是以“黄帝五十二战，成汤二十七征，方乃德施诸侯，令行天下”含蓄的承认自己的前两次征辽的失败。

二月23日，奉命出征的大军又一次跟随杨广无奈的脚步走上了辽东前线。和前两次一样也不一样，征人四远奔赴如流，舳舻相次千余里，役夫往返在道者常数十万，死者臭秽盈路，逃役者不计其数。如唐初名将刘弘基从征辽东。家贫不能自备行装，自度失期当斩，遂与同伴杀牛，让官吏来逮自己进县大牢。征辽路上。征人与逃亡者几乎是擦肩而过，人流汹涌。25日，杨广来到北平郡卢龙县的临渝宫（今河北抚宁县境），在旷野设坛祭祀黄帝借此希望振奋军心。

虽然一路上各地变乱的消息不断传来，但有点无奈的杨广只有一面发诏各地官员征讨镇压，一面继续行军。由于逃亡不断。行程很慢，走了近3个月，七月17日杨广的车驾才赶到塞外辽河边上的怀远镇（今辽宁怀远县）。身为皇帝的杨广虽又一次亲临前线，但原先征发的军队多失期不至。士兵厌战，役夫逃亡，加上秋凉已到，时间不多，隋军虽多，但实际上战争的希望很是让人担忧。此时，来护儿率水军泛海先于辽东半岛登陆，占领了高句丽的毕奢城（今辽宁大连市北）。但水军副总管周法尚则在进军途中遇疾而亡。死时遗言以未能亲见灭高句丽而遗憾。高句丽举兵迎战来护儿军，被击败，来护儿于是勒兵将转攻平壤。高丽王高元震恐，连年守土作战已人疲马乏，自己又主动毁坏稼禾，实行坚壁清野，虽顶住了隋军进攻未致亡国，但三年不种稼穑，野无青草，举国饥荒，亦举动困弊，全国大饥无力再战，于是遣使执送隋叛臣斛斯政于辽东城（今辽宁辽阳市）下，上表乞降。

俗话说瘦死的骆驼比马大，何况当时的隋国并没有想象中的那么败落，当时杨广君臣再鼓一把劲灭亡高句丽的可能性依然很大，但是由于前两次失败，杨广以及大部分君臣对取胜也不像先前那样有把握，对战局的发展也没有底，国内的频频叛乱和军粮转输困难使他们颇为沮丧，心乱如麻，难以下台收场。七月28日，当高丽王高元的使者囚送叛国的斛斯政来赎罪乞降时，杨广异常兴奋，这不是给自已台阶下吗？于是，杨广立即下令隋各路大军停止进攻，接受高句丽降款，并遣人持节往来护儿军中，诏其率水军回师。

来护儿刚打了胜仗，一雪前次平壤战败之耻，且水军随船带粮有运输条件，士卒士气较高，对战争前景持乐观态度。接到回师诏令，来护儿大为不满，即召集部众喊：“三度出兵，未能平贼，此还也，不可重来。今高丽困弊，野无青草，以我众战，不日克之。吾欲进兵，径围平壤，取其伪主，献捷而归”。不肯奉诏，上表请战。长史崔君肃认为诏命不可抗，来护儿激愤地说：“吾在阃外，事合专决，岂容千里禀听成规，俄顷之间，动失机会，劳而无功，故其宜也”。

他认为胜利进军中未达目的突然退兵太轻率，表示宁可获罪也要擒得高元，况舍此成功机会，今后就不会再有了。来护儿为了灭掉高丽，不惜抗旨都要出兵，其实是很容易理解的作为将军的痛苦。一直以来大隋的将帅在战场上无论是南陈还是突厥都是无往而不胜的，可对于他们眼中的弹丸之地的高句丽竟然三次倾全国之力都没有将其灭掉，而如今趁胜有机会彻底征服它却让他收兵回国不让他们抓狂才该。这时，崔君肃也大声向众将喊叫：“若从元帅，违拒诏书，必将闻奏，皆获罪也”。诸将恐惧，都劝来护儿奉诏退军，护儿无奈，只好率水师回还。本来还有一点希望的第三次出征就这样因为崔君肃的胆小不想出征而破灭。

八月初四，秋凉阵阵，杨广自怀远镇班师回朝，三次大规模的征辽军事行动就此结束了。冬十月初三，御驾回到东都洛阳，未作休整就继续西行，十五日回到京师长安。杨广让高句丽使者押斛斯政亲告于太庙，算是献捷。于是下诏征高丽王高元入朝，彻底激怒了杨广的高元知道去了肯定是回不了高丽的，所以高元根本不敢入朝，对于杨广的诏令不加以理会，杨广火大，拘留高句丽使者，并下敕令将帅整装严备，向高丽展现出再度举兵问罪辽左的决心意图给予高丽王高元压力使他入朝，但是一穷二白的高丽王就是不怕，弄得杨广很是下不了台。

其实第三次杨广君臣也未必就是轻信了高丽王投降的谎言，否则肯定会按照惯例，逼高句丽割地赔款、遣子入质后再撤军，而不会刚听到一句服软的话，就急急带着大军撤了回来。显而易见，此时的大隋朝也已经困顿不堪，杨广急于收兵回国休养生息；更觉得难以彻底取胜，担心重蹈前两次东征的覆辙，被陷死在这个泥潭中拖垮。其实到了尴尬的第三次征高句丽的时候，应该说杨广和大隋君臣的战争目标发生了变化，从一开始的要彻底灭掉高句丽让其成为大隋版图变成了征服它让它臣服在大隋的脚下。所以不能说是隋朝君臣被高句丽人欺骗，而是他们认为高句丽服软那是一定的。此次杨广能知难而退，不与高句丽继续打两败俱伤的消耗战，虽是无奈之举，却也是百姓之福，更是一种理性和政治智慧的体现，足以证实他并非很多人印象中的那种不知进退，一味穷兵黩武的战争狂人。