平定了杨玄感的叛乱，杨广内心并无半点喜悦。之前在征辽途中夸下海口：曾令千载后，流誉满旗常。可千载之后，史书会记载下什么？只会记录他损兵折将、半途而废，记录他铩羽而归、一败涂地。所谓：轮台受降虏，高阙翦名王，更是一个笑柄，一场空谈。惨痛的现实把皇帝的颜面丢得干干净净，特别是他带着那些外国使者都在冷眼旁观。杨广不甘心，更不肯认输。涿郡军事物资还在，他心想：大隋帝国或许还有继续发动战争的潜力。
大业十年（公元616年）二月，杨广召集文武百官，再度商议出兵高丽之事。杨广对群臣说：黄帝五十二战，成汤二十七征，方乃德施诸侯，令行天下。所以，他也要再接再厉，一定要第三次东征。杨广真是大言不惭啊，如假包换的桀纣之君，竟然自比黄帝成汤。说是商议，可文武百官都知道杨广决心已定。所以一连几天，无人说话反对。第三次征伐高丽之事在满朝文武的一片沉默中定了下来。二月二十日，杨广再次下诏全国征发军队，分百路并进辽东。
当年实力雄厚的大隋帝国，现在已经是千疮百孔。全国的行政机构已经多半瘫痪，所征发的士兵很多过了期限还未到来。差强人意的做了些许战争准备，东征大军还是勉强出发了。这次出征，士气大不如前。大军边前进，士兵边逃亡。行军速度非常缓慢。前两次东征都是三四月份就到了辽河，这次到七月中旬，才磨磨蹭蹭到了辽阳。辽东的冬季漫长而寒冷，如果战事持续到那个时候，在天寒地冻下作战，隋军的失败更是绝对毫无悬念。
造化就是这样弄人，令人没想到的是，这次作战竟然格外顺利。原因是以弱敌强，跟大隋血战了三年的高丽国日子也不好过，到处田地荒芜，道路断绝，青年大量战死。此时的高丽，几乎流干了鲜血。高丽就算再想咬紧牙关抗隋，也已是心有余而力不足了。
到达辽东的隋军犹有残勇，来护儿一军在前，很快攻到卑沙城下。面对来护儿的进攻，高丽发兵迎战，被来护儿打得大败，隋军再一次逼近平壤。
高元觉得已无力再战，在七月二十八日，正式派遣使者前来乞求投降，还附带了一份礼物，并把之前叛逃的大隋兵部侍郎斛斯政关在囚车里押送回来了。杨广接到降书和高丽王送来的叛臣，大为高兴，脑袋一热，竟然下令撤军。撤军？对，就是撤军！第三次征伐高丽，就这样莫名其妙的结束了。堂堂一国之君，性格竟如三岁顽童一般轻佻善变，事关国家生死存亡的军机大事，竟然可以如此轻率的朝令夕改，视同儿戏。
撤军诏书传到前方，千里迢迢到达高丽，好不容易刚打了了个胜仗的来护儿实在心有不甘，不肯奉诏返还。他召集部下说：大军三次出征，未能平定高丽，这次回去就再也不能来了，如此劳而无功，我深感耻辱。如今高丽已经疲惫不堪，以我们这么多的军队去讨伐，胜利指日可待。我打算进兵直接攻击平壤，俘获高元，咱们凯旋而归不是更好吗？
长史崔君肃与来护儿力争，劝他奉旨班师，来护儿不答应，说：高丽已经支持不住了，皇帝信任我，我将自行决定此事。我身在朝廷之外，有事就应该自己决断，我宁可俘获高元返回而受到责罚，但放弃这次建功立业的机会，我办不到！崔君肃劝不动来护儿，就在去说服诸将，他对大家说：要是你们跟从统帅违抗皇帝的诏命，必定被人上奏弹劾，我们都得获罪。诸将根本都不想再继续这场毫无理由的战争，又恐惧为违背皇帝的旨意，都不同意再战，要求返回。来护儿一看众人实在无心作战，他不能一个光杆司令去擒拿高元，也只好无可奈何的奉召班师。
八月四日，杨广也在骁果的护卫下从怀远镇班师回朝。路过邯郸时，当地有个贼帅叫杨公卿，胆大妄为，率领部众八千人去打劫皇帝的御驾，从皇家辎重队伍之中，抢走御马四十二匹，然后扬长而去，杨广竟也对他无可奈何。一个盗贼首领都敢聚众抢劫皇家财产并从容离去，可见大隋的实力已经衰微到何种程度。这又算得上是哪门子得胜回朝呢？
杨广返回西京后，以高丽的请降使者及斛斯政祭告太庙，向列祖列宗汇报三次兴兵高丽的结果。如今高丽投降，叛臣得归，勉强算是有个交代。宇文述又上来嗜血的本色，奏曰：斛斯政之罪，天地不容，人神同忿。若施以普通的刑罚，贼臣逆子不足为戒！请换个刑罚来对付斛斯政。法律对杨广君臣里说就是废纸一张，可以随心更改。杨广于是又答应宇文述的请求了。武士将斛斯政出金光门，捆绑在柱子上，又来了一次百官射箭演习。然后再割下斛斯政的肉生吃，有些心理阴暗的官员为了表现忠诚，居然吃饱了。吃完人肉大餐，继而又把斛斯政残存的尸骨放在大锅里烹煮，最后收拾残余的骨头，焚烧扬洒了事。
处决了斛斯政，杨广仍然想征召高丽王高元入朝觐见。当年两国关系尚好的时候，高元尚且不肯来，现在双方打了3年仗，已经积下了血海深仇，高元更不可能来了。三征高丽，表面上是胜利了，可真正的得失如何，杨广心里很清楚。他难掩悲愤，喝得大醉，写了一首五言诗，只留下两句：徒有归飞心，无复因风力。让美人反复吟唱。杨广听着听着，流下眼泪。此时杨广还在嘴硬，又下令将军们着手准备，打算再次进攻高丽。但