在午饭时间突然发动进攻，这是刘明特意安排的，他认为，守军全力支撑了半天，神经已经绷紧到了极点，突然松弛下来，一时难以恢复紧张状态，于是就先撤兵，再突然恢复进攻。这一招果然奏效，刘明亲自指挥的南城唐军士兵一个波次就攻上了城头。

城主紧急集合起数千人，亲自率领前去增援南城，刚走到半路就碰上从南城逃回来的军兵，得知一个令人绝望的消息——大唐军队已经攻克南门，大量唐军士兵正在向城里杀来。一位军官对城主说：“元帅，城门已经失陷，形势已经无可挽救，还是赶紧出城吧，唐军可是说过，破城之前没有投降的军官将全部被砍头。”

“对对对，得赶快出城。事不宜迟，赶紧去东门。”城主受到提醒，当即决定从东门出城。

南门被攻破后，东门就成了守军逃跑的首选，只是城主太倒霉，东门是第二个被大唐军队攻破的城门。负责进攻东城的是钱惟一的部队，为了当上建安城城主，钱惟一作战非常积极，在刘明攻破南城门后不久，他就攻破了东城门。建安城城主连帅府都没顾上回，老婆孩子都不要了，直接从南城往东城跑，还是晚了一步，被钱惟一堵在了城里。

南门和东门都出不去，西门和北门也未必能出得去，就算出得去也没用，西边和北边没处投奔，建安城城主急得直转磨磨。走投无路之下，城主下令组织巷战，试图用巷战的办法拖延时间，为他趁乱出城创造条件。下达完巷战命令后，城主急匆匆返回家里，让老婆孩子换上平民百姓的衣服，带上细软，一个卫兵都没带，悄悄离开帅府。

西城门和北城门相继被大唐军队攻克，唐军士兵从四个方向源源不断地杀进城中。守军的各级将领知道被抓后只有死路一条，拼命组织士兵抵抗大唐军队。巷战的基础是士兵有着高昂的斗志和坚韧的毅力，没有这两样东西无法组织巷战。现在的高句丽士兵既没有斗志更谈不上毅力，看到唐军士兵蜂拥而至，有人悄悄开溜，有人哄然而散，战场上只剩下各级指挥官和少量士兵。凭这么点人跟大唐军队打巷战纯粹是用鸡蛋碰石头，指挥官们只好跟着逃跑，各自想活命的办法。

守军有组织的抵抗很快就瓦解，大唐军队迅速控制了整座城池。由投降的高句丽士兵带路，唐军士兵冲向各个重要目标，控制住各条交通要道，然后分片搜捕，捉拿藏匿的守军军官，督促守军士兵投降。

建安城城主本想趁大唐军队刚刚进城的混乱混出城去，可他聪明反被聪明误，两军交战的时候，几个老百姓有男有女、有老有少，带着大包小裹，出现在街道上，这实在是不合常理，离开帅府没多远，就被唐军士兵拦住。城主谎称是普通百姓，却被投降大唐军队的守军士兵认出，全家人都被押回帅府，关押在柴房里。

经过数日搜捕，除极个别军官逃出城外，绝大多数守军军官都被抓住。刘明下令，把百夫长以上的军官关押起来，择日处斩，允许百夫长以下的军官纳币赎命。

刘明实践诺言，任命钱惟一为建安城城主，把安市城降兵和建安城降兵各五千人划归他指挥，拨建安城降兵五千余人给杨九龄，给他补足两万人马，两城的其他降兵两万余人，全部划归到方天戟手下。

时节已经进入到一年中最冷的时候，在这种季节里打仗非常辛苦，刘明暂停行动，让部队休息过冬。他把手下的人马分成三部分，分别驻扎在建安城、安市城和辽东城，等待天气回暖之后再继续进攻。

在刘明赶来辽东、攻下安市城和建安城的这段时间里，契苾何力攻下了由高句丽、靺鞨联军守卫的木底城，独孤卿云攻下了高句丽军队重兵把守的乌骨城，这两路大军也是因为天气冷而暂停了作战行动，就地驻扎，以待春暖。

除了进攻辽东的三路大军外，大唐军队还有一路大军，即郭待封部。郭待封部乘船直趋平壤，与进攻辽东的部队遥相呼应。由于势单力薄，郭待封部没有取得大的战果，只是在弃船登岸后站稳了脚跟，对鸭绿水以南的高句丽军队起到了牵制作用。