贞观十九年（公元645年）九月十八日，李世民召集群臣商议是否退兵的事。
李积奏道：
“圣上，请再给臣三日时间，臣保证能拿下安市城。据闻安市城内有大量的粮草，破城后可以获取粮草补充，再徐徐进攻高丽的第三道防线、直至平壤。”
马周奏道：
“圣上，九月份辽东地区已经进入冬季，天气寒冷，草木枯萎，河水也结冰。由于后勤补给线过于漫长，粮草将用尽了，士兵们都还穿着秋季军服，有不少士兵被冻死。因此臣建议士兵与战马都不宜久留，还是早点退兵吧。”
李世民听罢，默不作声了一会儿，问询袁天纲：
“袁爱卿，你的意见呢？”
袁天纲沉吟了一会，心想自己如果像魏征一样直谏，既会得罪圣上，又会得罪李积，于是就两不得罪，圆滑地回答道：
“两年前，圣上与群臣商议征讨高丽时，李英公（李积）曾提议：高丽立国已七百年，根深蒂固。虽然渊盖苏文弑君，但现在高丽内部政局稳定，征伐高丽譬如砍伐大树，先一斧一斧地砍掉大树的根和外皮，再由表及里，砍伐树心，才能砍倒这根大树。臣很赞同李英公的建议，现在辽东地区已进入冬季，我们如果再僵持下去，如果后勤补给一旦跟不上，这数万唐军将不战自乱，到那时候再想退兵就难了。臣建议见好就收，唐军主力从辽东撤退下来，但是留下一部分兵力把守住辽州都督府的辽州、新城、玄菟城、盖州、建安城五个城，作为一个楔子楔入辽东地区，每年冬季据城坚守，春夏秋季派军队骚扰高丽，让高丽军队疲于奔命，不出十年，高丽国力与军力都消耗殆尽。待高丽国内出现内部叛乱的时机，再派出大军一举灭掉高丽。”
李世民听罢点头称是，李积也感到满意，心想：“这个袁天纲真够圆滑的！拿我上次的建议否决我这次的建议，既让我无话可说，又给了我的面子而顺坡下驴。”
李世民见群臣没有其他建议，就下诏命班师回长安。
李世民诏命辽东地区投降的高丽军民先渡过辽水，李世民率群臣及部分唐军接着撤军，命令李积、李道宗率领步骑兵4万人殿后，唐军徐徐撤兵；张亮率3万余海军由青堆子乘船渡海撤军。
在唐军撤离安市城前，李世民率军在安市城下举行大阅兵，以壮军威。
城中的高丽人眼睁睁地看着唐军撤军而都不敢出城追击。安市城守将杨万春还专门登上城楼，向唐军方向行礼，来为唐军送行。李世民称赞他能坚守城池，特赐给一百匹绢，以奖励他忠君爱国的节操。
九月二十日，唐军到达辽州（辽东城）。
九月二十一日，唐军渡辽水时，辽水一带道路泥泞，车马难以通行。李世民命令阎立德率领工程部队，在水浅处割草填土，在水深之处建行军桥，李世民亲自率领唐军砍伐树枝，将树枝拴在马鞍后帮助铺路。
唐军在渡辽水下游时，正好遇到了暴风雪，有一些士兵因衣服被淋湿而冻死，李世民亲自下敕命在辽水东岸点上火堆，等候士兵渡辽水后烤火。
这次征讨高丽，总共攻占玄菟城、横山城、盖牟城、磨米城、辽东城、白岩城、卑沙城、麦谷城、银山城、后黄城十座城池，迁徙辽州、盖州、岩州三州高丽投降军民共7万人。新城、辽东城、首山三大战役，高丽人被斩首4万余级，失踪、逃散数万人。唐军死亡2000余人，受伤1.5万人，战马死掉十分之七八。李世民认为征伐高丽没有能够完全取胜，深感懊悔，叹息说：
“假若魏征还在，必然会劝谏让我不要出兵的!”
于是，李世民命人乘驿车、三百里加急赶到长安，命人祭祀魏征，重新竖立起魏征墓道碑；并命人慰问、赏赐魏征的妻儿。
十月十一日，唐军到了营州。诏令将在辽东阵亡的士卒的尸骨一并集中在柳城东南，命人设祭坛来祭奠阵亡唐军将士，李世民亲自写诗文祭奠亡灵，亲临灵堂恸哭，悲哀极了。后来，阵亡将士的父母听说后，感动地说：
“我儿虽然阵亡了，但是圣上亲自祭奠，虽死无憾！”
十月二十一日，太子李治听闻圣上率唐军撤军了，就连忙亲自跑到临渝关（今山海关）迎接圣上，父子两人相逢时，李世民指着自己所穿的褐色战袍对李治说：
“朕从定州出征时，就穿着这件战袍，朕发誓等再见到你时，才可以换下这件战袍。在攻打辽东城时，即使夏天酷暑流汗。朕也没有换下它；到了秋天，即使战袍穿烂了，大家请求朕换下它，朕回绝道：‘战士们的战袍大多破烂了，唯独我穿上新战袍呢？’”
李治听罢，心疼得痛哭流涕，立即奉上一件新战袍给阿耶穿上。
十一月初七，唐军到达幽州。这时，唐军所虏获的高丽民众有人，都集中在幽州准备用来赏赐将士，李世民怜悯高丽人他们父子、夫妻骨肉分离，命人按他们的市价，全用大唐帝国户部国库的钱把他们赎为平民。高丽民众到在幽州城东迎接李世民的銮驾，欢呼雀跃，拜伏于地，高呼：“大唐天子万岁万万岁！” 欢呼之声三天不绝。
十一月十六日，唐军到达易州地界，易州司马陈元涛驱使当地百姓在地下用火烧增温，用来种植温室蔬菜以贡献给皇帝。李世民憎恶他过于谄媚，当场罢免了陈元涛的官职。
十一月二十二日，唐军到达定州。在去定州的路上，李世民背上长了一个脓疮，不能再骑马行军，只能坐着轿子前行。太子李治非常孝顺，亲自用嘴吸吮阿耶背上的脓血，并扶着轿子步行了几天。数日后，李世民的背疮病好了，群臣都表示祝贺圣上龙体安康、称颂太子孝顺。
李世民也倍感欣慰，深感自己选的太子还是比较满意的，这才开始转变对李治以往生性懦弱的看法，父子之间慢慢地亲密、和谐起来。