大业十年（614年）二月，杨广下诏第三次讨伐高句丽，在诏书中杨广表达的语气颇为雄壮∶"黄帝五十二战，成汤二十七征，方乃德施诸侯，令行天下。卢芳小盗，汉祖尚且亲戎，隗嚣余尽，光武犹自登陇，岂不欲除暴止戈，劳而后逸者哉。"

杨广在诏文中将自己比喻成成汤周武王，目的要除暴止恶，为自己御驾亲征寻找历史依据。这个诏文内容相比于前两次而言，顺天应民的总基调没有变，但诏书没有提及前两次出兵的失败，反而将自己放在除暴的正义位置上，但其实就是为自己出兵高句丽寻找符合道义的理由。杨广之所以这样做，是因为当时的隋朝国内局势已经相当不稳，甚至是混乱迭生，杨广借此想转移视线，利用外部矛盾来解决内部矛盾。

于是，隋军百万军队就又被杨广带到了辽东前线，和前两次一样，隋军继续水陆并进，但是与前两次不同的是，这次有了大量逃亡者，甚至有人故意违反规定，让自己深陷大牢也不愿意奔赴战场。例如刘弘基因为家中贫寒，自己不能配备齐作战装备，走到半路时，感觉自己可能会因为达不到作战要求而被斩首，于是便和同伴将农民的牛杀掉，让当地官府将自己关进大牢。

从刘弘基的做法可以看出，当时隋军上下已经出现厌战情绪，但杨广却依旧信心十足。杨广三月路过涿郡，和大量逃亡者擦肩而过时，他都没有丧失信心，并在到达卢龙县的临渝宫（今河北抚宁）后，在旷野设坛祭祀黄帝，杨广将抓到的逃兵斩首，以人血涂鼓，想借此震慑逃亡者，但依旧挡不住大量逃亡者。

四月二十七日，杨广到达北平郡（今河北卢龙县），一路上杨广得到各地民变叛乱的消息。他一方面诏令分兵征讨，一方面继续行军，但因为逃亡很多，所以行军缓慢，一直到七月十七日方才到达辽河边上的怀远镇（今辽宁省怀远县）。经过将近三个月的行军，天气开始逐渐转凉，再加上大量逃亡，即将奔赴战场的隋军战斗力已经严重削弱。高句丽方面虽然前两次顶住了隋军的进攻，但自身也已经是强弩之末，从双方的形势对比来看，如果隋军再加把劲，不是没有拿下高句丽的可能。但即使拿下高句丽，隋朝也无法长期占领这个地方，所以东征高句丽丝毫没有意义，只是杨广在乎自己的权威，一定要挽回前两次失败的颜面，所以必须要出兵征讨。

三征高句丽就是在隋朝内部政权不稳，以及隋军疲惫的现状下开始打响，来护儿率领水军首先从辽东半岛登陆，攻占了高句丽的毕奢城（今辽宁大连），但水军副统领周法尚在行军途中病逝，至死也没能看到攻灭高句丽。高句丽军队虽然拼死抵抗隋军，但在来护儿的指挥下，隋军还是一路势如破竹进逼平壤城下，高丽王高元深感恐惧，权衡本方实力之后，觉得军队已经人疲马乏，所以遣使向杨广上表请降。

由于前两次的失败，杨广对此次征讨是否能够真正取胜也不是那么有把握，对战局的发展心中也没底，所以当高元遣使来请降的时候，杨广认为总算是挣回了些脸面，于是下令让隋军停止攻击，接受高元的投降，并遣使持节前往来护儿军中，诏令其带领水军回师。

来护儿刚刚打了胜仗，而且物资充足，士兵们斗志昂扬，对拿下高句丽都十分自信，现在接到回师的诏令，大为不满，因此不肯奉诏上表请战。长史崔君肃认为皇帝诏命不可违，来护儿却认为皇帝陛下不知道战场具体情况，轻易相信高元，又会导致无功而返，本来形势一片大好，如果没有达到最终目的而轻易退兵实在太轻率，他表示宁肯获罪也要生擒高元，而且现在是唯一的机会，错失了战机恐怕就不会再有了。

如果站在来护儿的统兵将领角度来看，指挥实际作战的将领都有建功立业之心，而且也都能征善战，如果不是杨广御驾亲征，将作战任务交给某一位将领统一指挥，或许就能顺利拿下高句丽，但是因为杨广站在了前台，所以有的人就不敢违背皇命。崔君素当时看到来护儿不肯奉诏，便向众将高声喊∶"若从元帅，违拒诏书，必将闻奏，皆获罪也。"因此众将恐惧，纷纷劝来护儿奉诏退军，最终来护儿没有办法，只能率领大军回师。

八月四日，杨广从怀远班师回朝，三次大规模的征讨高句丽军事行动就此结束。虽然第三次相比于前两次，杨广总算是挣回了脸面，但从实际效果看，依旧是无功而返。杨广没有想到，在回师的路上，走到邯郸时，遭到了农民起义军的偷袭，杨广的御马被农民军掠夺走，这让杨广十分郁闷。

杨广回到长安是在十月十五日，次日便下诏征召高丽王高元入朝，高元当然不会理会，杨广又感到羞辱，于是便拘押高句丽使者，下令整军备战，试图再次兴兵征讨高句丽，但此时天下大乱，杨广也已无暇顾及，他终于知道不是所有的事情他都能够左右，即使是至高无上的皇权也是有限度的。

杨广在京城长安还没有待一个月，国内政治成了一团乱麻，他内心也是焦躁不安，下令让百官跟随他前往东都洛阳。需要说明的是，这是杨广最后一次告别京城长安，此后他再也没能回到这里。

大业十一年（615年）正月，在元旦朝会后，杨广于东都洛阳新城的宫殿中，设宴招待百官以及四夷使节，当时前来朝贡的有突厥、新罗、袜竭、吐火罗、俱虑建、龟兹、疏勒、安国、曹国、何国、穆国、于阗、沛干、忽论、契丹等众多国家，但没有高句丽使者。杨广三次大规模征讨高句丽，想迫使其臣服于自己的武力之下，结果反而是高句丽没被征服，那些接受隋朝恩德的国家倒是全都臣服，这真是一个莫大的讽刺。

在杨广看来，四夷使者前来朝贡，不如说是来看热闹，以隋朝为核心的藩贡体系和华夷秩序可能会瓦解，但杨广为了维护自己的尊严，还是拉开遮羞布，不仅大宴四夷，而且加以赏赐。

宴会结束后，当杨广回到自己的宫殿时，顿时觉得内心十分荒凉，他独自饮酒大醉，写下了一首五言诗，不过诗文已经失传，只知道后两句是"徒有归飞心，无复因风力"。事实证明，杨广写下的这两句诗，就像一个预言，预示着他这个至高无上的帝王无力回天，而当时的国内政治局势，也确实印证了他这两句诗。