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李世民痛恨高丽军队中的靺鞨人为虎作伥，于是就坑杀了3300名靺鞨兵；在剩余的3.4万高丽降军中挑选出3500名军官，将他们迁往大唐内地，并授予官职，以为大唐帝国效力；为了降低高丽士兵的抵抗意志、收买人心，李世民将高丽降军中其余的3万余士兵全部释放，被释放的士兵全部欢呼雀跃。
此外，唐军还俘获了5万匹战马、5万头牛、1万领铁甲以及军用物资堆积如山。
此战中高丽15万精锐全军覆没，消息一经传到平壤，高丽举国震恐。麦谷城、银山城、后黄城等城高丽守军纷纷弃城而逃。
为了纪念这次辉煌的胜利，李世民亲自将首山改名为驻跸山，令阎立本绘制《破阵图》，命许敬宗在首山上撰文、勒石以记其功。
此战中，李世民特别注意到一位白袍小将英勇无比，如战神附体、所向披靡，立即召其面圣，才知道他就是薛仁贵。李世民龙颜大悦，对薛仁贵勉励道：
“原先跟随朕的将领已垂垂老矣，不堪再承担军国重任。朕常常想提拔骁勇善战的年轻人，没有人能比得上你。朕不喜得辽东，但喜得到你啊！”
于是，论功行赏，赐薛仁贵奴婢十人、战马两匹、绢四十匹，直接从一个普通骑兵连升九级提拔为游击将军、云泉府骑都尉，赐从五品浅绯官服（相当于现代地级市副市长），简直是比坐直升飞机还升得快。由此一代战神薛仁贵从此诞生！
真是：
“白袍一战便扬名，从此启开戎马生。
东讨高丽合四次，西征铁勒挽三弓。”
而先前平壤孩童传唱的童谣是：青堆子，青堆子，天兵天将坐船只，遇到白袍人必死。” 已经全部应验了。
围点打援战结束后，唐军就开始围攻安市城，安市城易守难攻，是一座坚城，它三面环山，呈东高西低山势，东边海拔最高145米。西边海拔最高50米。5米高的城墙沿着山脊而建，山脊坡度60度，周长6里。城东建有卫城，作为了望塔以便观察山下动静。城内建有营房、粮仓、军械库等设施，城内有小溪流向城外，可以作为城内高丽人的饮用水源，整个安市城只有一个西门，是一个小瓮城，西门前只有一条坡度达45度的坡路。
而且城内的高丽军民有2万余人，为了表示誓死抵抗唐军的决心，城内高丽守军用巨石将西门堵死，城内储备有足够城内2万军民用一年的粮食。因此，安市城是一座不怕断水、断粮、火烧、水淹、巨石抛的一个铜墙铁壁。
唐军围点打援消灭掉高丽15万援军后，安市城彻底成为一个孤城。七月五日，李世民亲率5万大唐军队紧紧包围了安市城。
李世民命令人向安市城内传递消息：安市城内高丽人如果投降，就可以免死。”
但是城内高丽人内部谣传：唐军在辽东地区所到之处，到处搞烧杀抢掠的“三光政策”，不敢投降，在守将杨万春的领导下，同仇敌忾守城。
这时候李世民率领众将领登上安市城附近山峰，侦查城内布防，现场召开军事会议。
李积奏道：“安市城兵精粮足、易守难攻，只能围而不攻，困死安市城，最终逼降高丽人。”
袁天纲这时脑海里想起一千多年后两个经典战例：
一是，二战时期，德军闪电战进攻到斯大林格勒城下，在胜利在望的时候，“寒将军”不期而遇地到来，俄罗斯严寒的天气彻底打败了德军精锐之师。
二是，自卫反击战，中国军队闪电战进攻到越南凉山后，就立即回撤国内，在老山、法卡山等战略要地，与越南军队打了十年的消耗战，逼得国小的越南放弃十年宝贵的经济发展黄金时间，直至经济崩溃，最终越南国家领导人只好灰溜溜地跑到北京谢罪、请求停战、两国和平。
于是他奏道：
“现在已到秋季，再过两个月，辽东地区就进入冬季，唐军目前战线拉得过长，后勤补给会越来越困难。臣建议对安市城围而不攻，将已经占领的建安城、新城、玄菟城、盖牟城、白岩城等城内俘虏的高丽军民迁徙到国内内地，留下一些唐军精锐部队守城，“高筑墙、广积粮”，主动诱导高丽人来进攻，这样唐军与高丽军队攻守易势，通过长达十年的不停消耗、放血高丽军力、国力，然后趁高丽国内政局动乱、经济崩溃的时候，再效法灭突厥的战略战术，出动大唐军队伐罪吊民，一举灭掉高丽。”
李世民马上否决了李积与袁天纲两人的建议，下令次日唐军强攻安市城。
次日清晨，唐军从安市城西门外，沿着45度高坡仰攻安市城。但是安市城内高丽军民拼命地往城下丢滚木礌石、放箭雨，唐军攻打了一整天也久攻不下，只好撤退下来休整。
就这样，唐军连攻十日，损失惨重，安市城还是安然无恙。在两军胶合状态下，唐军做出了一个致命的低级错误：李积上奏圣上，请求破城之后屠城。
李世民为了打击安市城内高丽人的抵抗决心，马上应允，派人将警告信射入城内，要求安市城内高丽人，限期七日内无条件投降，否则城破之日，唐军就要屠城。没想到适得其反，这封警告信不但没有吓到城内的高丽人，反而更激发了城内军民的守城决心，也更增加了唐军攻城的难度。
久攻不下之时，李道宗向圣上提议：在安市城西门外筑一个50米高的土山，修建得和安市城西门的城墙一样高，然后借助土山攻入城内。
李世民马上应允，他亲自率领唐军在山下背土，再把土筐里的土倒到西门外。就这样忙忙碌碌了六十日，将50米高的土山建筑在安市城西门外。
于是，李道宗率领唐军敢死队登上土山，连续不停地攻城，但城内高丽人拼死抵抗，双方在此处激烈的交锋，均损失惨重，但是唐军始终攻不进西门。
就这样一连一个月，双方反复厮杀，唐军渐渐地占了上风，就在这胜利在望之际，唐军又犯了一个致命的低级错误：有一日夜里，土山突然崩塌，压垮了城墙，就在这个千载难逢的的时机下，唐军负责夜里值班将领傅伏爱却擅离职守，躲在军营里酗酒，没有及时组织唐军趁机攻入城内。就这样，这一最佳攻击时机被浪费了，城内守将杨万春急忙命令守军及时补好的被压塌的城墙缺口。
次日，李世民懊悔万分，立即下令以擅离职守罪名斩杀傅伏爱。李道宗作为前线指挥官负有领导主体责任，他光着脚、负荆到李世民大帐前请罪，李世民没有责罚他。但是最佳破城时机失去后，上天不再眷念唐军，安市城之战的局势仍然无法根本扭转，安市城仍然牢牢地控制在高丽人手里。
战争从7月一直打到9月，辽东地区天气开始寒冷起来，唐军粮草也开始缺乏。