陆军方面，隋炀帝的主力部队虽然在辽东城与高句丽相持不下，但炀帝并不是不会变通的人，他命令：
左翊卫大将军宇文述出扶余道，右翊卫大将军于仲文出乐浪道，左骁卫大将军荆元恒出辽东道，右翊卫将军薛世雄出沃沮道，左屯卫将军辛世雄出玄菟道，右御卫将军张瑾出襄平道，右武候将军赵孝才出碣石道，涿郡太守检校左武卫将军崔弘升出遂城道，检校右御卫虎贲郎将卫文升出增地道，皆会于鸭绿水西。
前文提到，隋炀帝发兵时，派出了左、右路各十二军。以宇文述为首的这九军正是从这二十四路军中挑选出来的，宇文述、于仲文、荆元恒、薛世雄、辛世雄五路军属于左路军集团，张瑾、赵孝才、崔弘升、卫文升四路军属于右路军集团。从战略部署来看，这九路军有直扑平壤的打算。我们前文也提到过，宇文述是隋朝名将，也是杨广夺宗的得力助手，以他为首的九路大军气势汹汹，兵临鸭绿江，自然引起高句丽上下一片恐慌。不过，他们很快把恐慌的情绪抛却脑后，开始冷静地思索计策。
这天，宇文述和于仲文刚刚升帐，忽然得报：“高句丽大臣乙支文德前来投诚！”两人耳语一番，请乙支文德进帐。宇文述、于仲文设宴招待。正宴饮间，宇文述悄悄命令士兵伏于暗处，只等信号。原来隋军出征前曾打听过高句丽的底细，知道乙支文德非常善于诈降，所以临行前隋炀帝特地嘱咐二人，如遇乙支文德，不论来由，即刻拿下。正在这时，尚书右丞刘士龙来劝于仲文：“高句丽派使前来请降，我们不应怠慢。两国交战，不斩来使，今日如杀此人，恐损我大隋威名。”于仲文一时听从了刘士龙的建议，不顾宇文述和隋炀帝的密令，下令放归乙支文德。乙支文德前脚刚走，于仲文立刻就后悔了，赶紧派人追上乙支文德，告诉他：“贵国请降，我们已知晓，只是我们将军还有事要跟先生讲，请先生即刻回去。”乙支文德毫不理会，径直走脱，跳上小船，渡到鸭绿江东岸去了。宇文述和于仲文两人追悔莫及，一者受了隋炀帝的密令，二者几万大军被一个人耍得团团转，颜面何存？想到这些，两人不得已率兵渡河，追击乙支文德。宇文述的九路大军在抵达鸭绿江前，士兵常常抱怨辎重过多，但是宇文述严令不可丢弃一米一粟，士兵们没有办法，只好掘坑把粮草埋在地下。现在宇文述突然下令急行军追击乙支文德，所以没过多久，隋军的供粮就出现问题了。乙支文德观察到了这一点，于是他率领一支部队与隋军接战，边打边撤，将隋军战线拉得越来越长。宇文述眼睁睁看着隋军粮草一天天减少，而乙支文德一天天来挑战，平壤城又近在咫尺，心急如焚，进退两难，无奈之下，下令撤军。隋军撤退途中，渡过萨水，正渡到一半，忽然后军大乱。兵法上讲：“兵半渡可击”，高句丽人不会不明白这个道理。他们趁隋军渡河渡到一半，突然发动袭击。隋军大乱，四散奔逃，宇文述拼命聚敛残兵，怎奈兵散如流星，根本聚不齐。隋军在缺粮的情况下拼命奔逃了一天一夜，行四百五十里，才跑到鸭绿江边，得到了其他隋军的接应。这一战隋军一败涂地，九路大军只有卫文升一路独全。当初这九路军共计三十万五千人渡过辽水，等到败退回辽东城时，只剩二千七百人，粮草马匹军械丢失无数。
隋炀帝怎么也没有想到，自己的百万雄师，竟被高句丽几十万军队打得一败涂地，最得力的战将宇文述、来护儿都没能取得哪怕一场大胜。回到东都后，宇文述旋即被免职。刘士龙被斩首，于仲文忧愤交加，病逝于家中。这也标志着隋炀帝一征高句丽的全面失败。
隋第一次征高句丽失败后，由于是役几乎发动了全国大部分劳力，所以导致大量田地荒芜、农业减产，加之天大旱以及疫病流行，隋朝人口大量锐减。然而就在这样的情况下，隋炀帝依然没有停止他对高句丽的军事行动。大业九年（公元613年）正月，隋炀帝对侍臣讲：“高丽小虏，侮慢上国；今拔海移山，犹望克果，况此虏乎！”遂再征天下兵，准备第二次征讨高句丽。我们知道自北周以来，府兵制就开始推行，隋朝也沿用了这一制度，首征高句丽的时候，所用的兵，大多都是府兵。这一次，隋炀帝吸取了上次的教训，开始招募真正有意愿去参加战争的民兵。这些兵用我们现在的话讲叫志愿军，而隋炀帝则将他们命名为“骁果”，大概是取“骁勇果敢”之意。我们需要注意，隋唐时期的兵制，从比较宏观的角度来看，经历了从府兵制到募兵制的变化。