在平定百济一年后，皇帝李治将重点打击对象锁定在了高句丽，这个高句丽曾经让杨广抱恨终生，也曾经让李世民懊恼不已，现在李治准备啃一啃这根难啃的骨头。或许是受到不断利好消息的冲击，李治居然萌发了御驾亲征的念头，他委任苏定方、契苾何力、任雅相、萧嗣业分别担任四个方面军的行军总管，而他自己准备亲自担任全军统帅。这时武则天站了出来，上疏极力劝阻，李治也是一时心血来潮，想想武则天说的也有道理，于是御驾亲征也就只限于说说而已，过了把嘴瘾，再不见下文。征战高句丽，还是要靠苏定方这些人。显庆六年八月，苏定方率领海军横渡渤海海峡，连战连捷，一路高歌猛进，包围了高句丽的首都平壤。然而，高句丽并不好打，虽然首都平壤已经被包围，但想要将其攻克，难度却非常大。高句丽权臣渊盖苏文一面率兵坚守，一面派自己的儿子渊盖男生率领数万精锐坚守鸭绿江，务必将唐军挡在鸭绿江边，避免与苏定方形成合围之势。
在渊盖男生的抵御下，唐军的强行登陆没有成功，战争陷入僵局。这时契苾何力赶到了，他眼看着渊盖男生的层层防御，也是干着急没有办法。这时老天开眼了，气温骤降，鸭绿江结冰了！这样契苾何力他们就不需要坐船摆渡过江，只需要踏着厚厚的冰层就能冲向对岸。形势就此逆转，唐军踏着鸭绿江上的冰层向渊盖男生的江防部队发起了冲击，此时天险已经不在，高句丽军队根本挡不住唐军进攻的兵锋。契苾何力趁胜追击，连追数十里，三万高句丽士兵倒在了唐军的刀锋之下，剩下的全部投降。如果契苾何力趁胜进军，便能与苏定方形成对平壤的合围之势，然而就在这个时候，李治的诏书到了，居然让契苾何力的大军班师回朝。李治究竟是怎么想的，没有人能说清楚，总之契苾何力没能继续前进，而是掉头返回了国内。这时在高句丽境内的征战再次进入了胶着状态，双方交战互有胜负。
沃沮道行军总管庞孝泰在朝鲜合井江与高句丽军队进行了一场血战，这一仗打的非常惨烈，庞孝泰与他的十三个儿子全部战死，最终这一路唐军大败。此时在高句丽境内占有优势的只有苏定方的部队，然而他们也遇到了难题。尽管已经将平壤团团围住，但攻城并不顺利，几个月下来并没有进展。就在这时，天空又下起了漫天大雪，形势对苏定方更加不利，因为这样的大雪对守方有利，而对攻方却是非常不利。没有办法，苏定方只能班师回朝，他的远征高句丽就这样不情不愿地结束了，在他心里他是心有不甘的，总有一天，他还是要回来的。或许是上天有意不让他过于完美，从此之后他与高句丽再无交集，灭国高句丽在不久之后将由唐朝另外一位名将完成，而苏定方却要在唐朝的西线战场上终老。从高句丽撤军之后，皇帝李治将苏定方从东线调往西线，出任唐朝西征远征军安集大使，统御西征各军，同时安抚吐谷浑各部，防御对唐朝虎视眈眈的吐蕃。
在安集大使任上，苏定方依然上演着名将传奇，曾经创下以八千唐军大破吐蕃十万大军的佳绩，一仗打的吐蕃十万大军只剩八千。然而，由于皇帝李治的目光牢牢地锁定在了高句丽身上，身处西线的苏定方渐渐被边缘化了，在很长一段时间内，李治已经将苏定方这个名字淡忘了。乾封二年（公元667年），苏定方在军中去世，享年七十五岁。苏定方病逝的消息传到长安，李治的心被狠狠地揪了一下，这时他才想起，他已经将这位名将淡忘很久了。李治将怒气发泄到大臣身上，他埋怨道：“苏定方于国有功，应该褒奖追赠，你们居然没有提醒我，以至于没有让苏定方享受他赢得的哀荣。我一想到这一点，就不免有些伤心！“随后，李治下诏，追赠苏定方为幽州都督，谥号曰“庄“。根据谥法，“胜敌克强“为“庄“，对于武将而言，算是褒美的谥号。屈指算来，苏定方六十岁之前平平淡淡，六十三岁一战成名，六十八岁达到人生顶峰，孔子曰“三十而立“，放在苏定方身上，还需要乘上一个系数：2。无论早也好，晚也罢，大器晚成的苏定方还是在唐朝的功劳薄上写下了自己的名字，虽然在后世的名头没有薛仁贵响亮，但其实对于有唐一代，他的功绩比薛仁贵要大的多。