当时西域诸国商人多至张掖与隋朝贸易，这项工作由黄门侍郎裴矩负责。裴矩留心访问西域诸国的山川形势、物产风俗等，并撰写《西域图记》3卷。上奏炀帝，声称以现在国家的威德，经营西域易如反掌，只是西突厥和吐谷浑控制这些国家，使朝贡不通。现在西域诸国都通过商人向我们表示诚意，如果我们进行安抚，派人出使，不动兵戈就能定西域，吐谷浑、西突厥就能消灭。炀帝听了裴矩的奏言，十分高兴，并唤起了他远慕秦皇汉武之功的雄心。他派裴矩回张掖，用重金引诱西域诸国来朝。此后，西域诸国相继往来，所经州县，送往迎来，靡费动辄以万计。
为了打通与西域交往的渠道，大业四年（608年），炀帝派司朝谒者崔君肃会见西突厥处罗可汗，处罗遣使进贡汗血马。次年，炀帝巡陇右，处罗未来相会，炀帝采用裴矩的谋略，使其部下射匮击败处罗，处罗降隋朝。除掉了经营西域的一大障碍。大业五年（609年），炀帝派宇文述、杨雄大败吐谷浑，其王伏元逃窜山谷，隋朝在其地置西海、河源、鄯善、且末4郡，中原与西域的交通商贸基本打通。随后，炀帝派薛世雄为玉门道行军大将，率军出玉门关击伊吾，伊吾投降，薛世雄遂留兵干余人戍守伊吾。
中原与西域的交通畅通后，炀帝于大业五年（609年）西巡至燕支山，高昌王和西域27国使节同来谒见，炀帝让他们佩金玉，披锦厨，又强逼武威、张掖士女穿上艳丽的衣服，乘坐漂亮的车马前来观看，由地方官负责督察。接见时，方圆数十里，人山人海，车马填塞，以此向西域人夸示中原的富有。大业六年（610年）正月，西域诸国酋长毕集洛阳，炀帝命在端门大演百戏，戏场周围5000步，使人都穿锦绣缯彩，歌舞者穿妇人服，鸣环佩饰以珍贵的羽毛，达3万人，声闻数十里，从傍晚直至第二日清晨，彻夜不停，灯火光烛天地，一连折腾一个月。自此，习以为常，而且越演越烈，国家每年仅此项耗费达亿万。西域商人请求入洛阳市作交易时，炀帝又命排场一番，店肆檐宇，整齐划一，盛设帷帐，珍货充积，卖菜的小贩也要使用贵重的龙须席，以至用绵帛缠在树上表示豪华。西域商人过酒食店，便请进去饱餐一顿，分文不要，并且要说：“中原丰饶，酒食从不要钱！”
如果说，对西域的经营，主要作用还是互利、进步的话，炀帝对高丽的三次讨伐，则纯粹是穷兵黩武，给人民造成了严重的灾难。
高丽是隋朝东北最强的邻国。隋文帝开皇十八年（598年），高丽曾侵扰辽西，被隋朝的辽西总管韦冲打退。由于高丽的领土扩展到辽河并曾侵扰营州，隋文帝曾派汉王杨谅率军征伐高丽，但一败即收兵，没有再伐。到大业三年（607年），炀帝巡幸东突厥启民可汗帐，恰巧高丽使者也在，按裴矩的建议，炀帝胁迫高丽王高元入朝，高元拒绝不至，炀帝便以此为借口，大兴讨伐之举。
大业四年（608年）至大业七年（611年），炀帝为讨伐高丽，做了大量的准备工作。如开洛口至涿郡的永济渠以通漕运；在涿郡营建临朔宫，作为炀帝亲征的指挥所；命幽州总管元弘嗣到东莱郡（今山东莱州）督造了300艘大海船，船工昼夜立于水中，不敢稍停，自腰以下，无不生蛆，役死者达十分之三四；命河南、淮南、江南等地制造戎车5万辆，送到高阳（今河北高阳县），作为陆路运输工具；命各军府大造兵器，务求精新，滥者立斩；在山东增置军府，扫地为兵；令天下富人按其资产买马备战，一匹马价值10万钱。临战前夕的大业七年（611古松
年），炀帝亲至涿郡临朔宫，诏各地陆军，不分远近，都到此集中，又征发江北水手1万人，弩手3万人，岭南排镩手3万人，充当水军。与此同时，调发江淮以南民夫和船只，转运黎阳仓和洛口仓的粮米、兵甲到涿郡，舳舻相接千余里，往返于路者数十万人，昼夜不绝，死者不计其数，填塞于道，臭秽盈路；又发山东一带车牛和民夫，运米积于泸河（今河北东北部）、怀远（今辽宁朝阳东）二镇。仅车夫就有60多万。2人共推3石米，因道路险远，3石米还不够充路粮，至镇已无粮可交，只好逃亡。百姓耕稼失时，土地荒芜，财力俱竭，长白山（今山东章丘）王薄领导的农民起义，也就在这一年爆发了。
大业八年（612年）正月，炀帝开始了对高丽的第一次战争。隋军130万，号称200万，分24军，另有炀帝亲率的6军共30军。转运粮食的民夫又倍于此数。第一军出发后，每天发一军，相隔40里。经过40多天，才从涿郡出发完毕。前后相继，千里不绝。这是陆军主力。另外，由右翊卫大将军来护儿率领的水军，从东莱海口出发，指向浿水，接应陆军。来护儿的水军进到距高丽首都平壤60里的地方，打了一个胜仗，乘胜进攻平壤城，纵兵掳掠，被高丽伏兵击败，4万人的队伍只剩下几千人，逃回到船上，仓皇撤退。陆军则在大将宇文述、于仲文的率领下，渡过鸭绿江，行进中兵士不堪兵器粮饷负担之重，偷偷扔掉粮食，才到中途，粮饷已尽；高丽大将乙支文德采用诱敌深入战术，隋军攻到距平壤30里的地方，无力再战，只好退回，退到萨水遇高丽军痛击，右屯卫将军辛世雄被打死，隋军兵败如山倒，渡江的30万人仅有3000人逃过鸭绿江，军资器械丢失殆尽。第一次对高丽的战争彻底失败。由于这次出征给国内人民带来无穷灾难，各地农民起义风起云涌，如齐郡王薄、孟让，北海郭方预，清河张金称，平原郝孝德，河间格谦，渤海孙宣雅等，多者数十万人，少者数万，已给隋王朝造成严重威胁。
大业九年（613年），不甘心失败的炀帝发动第二次对高丽的战争。军事部署基本与第一次相同，炀帝坐镇辽东，由宇文述、杨义臣等进趋平壤，来护儿率水军出东莱。但正当陆军到达前线，水军尚未起程时，隋朝贵族杨素之子、礼部尚书杨玄感于黎阳发动叛乱，围攻东都洛阳。炀帝得知后惊慌失措。赶忙从前线撤军，回救洛阳，军资器械等全都丢在高丽战场上，二征高丽又未成功。
两次进攻高丽的失败，国内农民的起义和统治集团的内部叛乱，使隋王朝元气大伤。但炀帝不达目的，不肯罢休。大业十年（614年），又发动第三次对高丽的战争。这年七月，来护儿的水军在平壤附近击败高丽军，高丽不想再折腾，遣使讲和，炀帝也感到自己无力再战，就借此收兵。但后来，当他招高丽王入朝不至时，又准备四伐高丽，不过其时国内的形势已不允许他再对高丽穷兵黩武了。
炀帝天赋不差，也有一定的文武才干。但他刚愎自用，拒谏饰非，远忠近佞，不愿也听不到真实情况。在各地农民起义和统治集团内部的纷纷叛乱中，隋朝的一统江山土崩瓦解。在宇文化及的逼迫下，他自缢于江都，“但求死看扬州月，不愿生归驾六龙”了。
在封建帝王中，隋炀帝可算小有聪明，略具文采。他对自己的才学非常自负，曾对侍臣说：“天下都说我是凭借世袭而有四海，假令让我与士大夫平等选拔的话，我也应为天子。”他经常与当时的文士计较高下，妒贤嫉能，高出自己者，总要想法收拾掉。如内史侍郎薛道衡，早在北齐时，才名就冠绝南北，每有新作，上至南朝陈后主，下至一般文人，竞相吟诵。他的才名遭到炀帝嫉恨，当他被诬杀时，炀帝得意地讽刺说：“你还能作‘空梁落燕泥’的佳句不？”著作佐郎王胄，文辞为天下称道，被杀时，炀帝一边诵其佳句“庭草无人随意绿”，一边问：“你还能作此语吗？”
炀帝不仅嫉贤妒能，而且把自己的聪明才智，主要用于拒谏饰非上，他曾露骨地对秘书郎虞世南说：“我生性就不喜欢人进谏，那些威望高的人为了显名而进谏，我一听就烦。至于地位低下者，我虽能容忍一时，但终不能让他活在世上，你知道吗？”尚书仆射高颎，是隋朝名臣，无论在文帝时还是在隋炀帝时都多所建树。他见炀帝纵欲声色，大兴土木，就对太常丞李懿说：“周天元帝（指北周皇帝）好乐而亡，应接受教训，怎么还可以这样？”炀帝对突厥启民可汗恩礼太多太厚，高颍深为国家担忧，对太府何稠说：“启民可汗知中国虚实及山川地形，恐为后患。”礼部尚书宇文，光禄大夫贺若弼，也同意高颎的意见，炀帝以诽谤朝政的罪名杀了三人。三征高丽后，炀帝又要去东都游玩，太史令庾直说：“陛下连年征高丽，百姓困敝，应镇抚关内，使百姓尽力农桑，喘口气，然后再去东都。”炀帝便杀了庾直。大臣们见炀帝如此拒谏，也就不敢再拿自己的生命开玩笑，只好随声附和，任其所为。
不听忠直之言，疏远忠直之士的另一面，是炀帝被一帮凶残歹毒、贪得无厌、阿谀奉承之徒所包围。如被炀帝宠信的大臣杨素，虽有文武之才，但十分残暴贪婪，住宅一再修饰，极其华丽，邸店、水硙、田宅以千百数计，家僮数千，后庭姬妾穿锦绣之服者千数，因他专会奉迎主上，虽有人检举，也曾引起过炀帝猜忌，但还是安度一生。杨素的弟弟杨约奉炀帝之命亲手缢杀了太子杨勇，炀帝高兴地对杨素说：“你弟弟果堪大用。”没几天，就封为内史令。曾帮炀帝夺嫡的宇文述，极善察言观色，随从炀帝巡游，常以奇异之物进献，因而备受恩宠。郭衍为迎合炀帝，竟劝炀帝每隔5日一视朝，以免被政事累着，炀帝不以为奸，反以为忠，说：“唯有郭衍心与我同。”尤其是在巡游中，凡搜括进献多者，炀帝就赏升，反之则贬降。最后一次游江都，江淮一带地方官来谒见时，炀帝仍然是专问礼饷丰薄，丰则超升，薄则停职。江都郡丞王世充献铜镜、屏风，迁升通守；历阳郡丞赵元楷献异味，迁江都郡丞。上有所好，下必行之，于是各地郡县肆无忌惮地刻剥百姓，竞相贡献，自己也趁机从中贪污受贿，政治日益腐败。
由于炀帝远贤近佞，拒谏饰非，不愿也听不到多少真实情况。他统治初年，农民起义已经爆发，之后，更是风起云涌。他晚上睡不着觉，要几个妇人摇抚着才能入眠。即使这样，他还是要自欺欺人，只要臣下说盗贼少就喜欢，反之，就很不高兴，轻者贬官，重者杀头。内史侍郎虞世基见炀帝恶闻盗贼，凡诸将及郡县向朝廷告急求救的奏章，都加纂改或扣押，只对炀帝说：“一些狗窃鼠盗之徒，很快就会剿灭，陛下不用担心。”炀帝乐意听这样的语言。这样，起义者遍布海内，朝廷仍麻木不知。
到大业末年，炀帝终于认识到形势有些不妙。为了避开农民起义的锋芒，他再次南游江都。许多朝廷大臣都知道，他这时候去江都，怕是一去难返了，但谁也不敢明说。在宇文述等人的劝促下，炀帝留下越王杨侗留守东都，自己去了江都。
在江都一年多时间里，农民军杜伏威向江淮逼进，攻克高邮，占据历阳。中原的翟让、李密领导的瓦岗军也击溃隋军主力张须陀、裴世基等。他们传檄周围郡县，揭露炀帝的种种罪状，说：“罄南山之竹，书罪无穷；决东海之波，流恶难尽。”（意思是：把南山的竹子都砍了做毛笔，也写不完炀帝的罪恶；把东海的水放出来冲刷炀帝的罪恶，也冲刷不尽。）炀帝派王世充率江淮劲旅与留守东都的越王侗继续与瓦岗军对抗。这时，许多隋朝将官，见隋朝气数已尽，也纷纷起兵自立。炀帝完全成了众叛亲离的孤家寡人了。
在深感末日来临之际，炀帝仍然要及时行乐。他与萧后说：“现在许多人都想推翻我，然而我最差也不失为长城公，你也不失为沈后（指亡国后的南陈陈叔宝和沈后），咱们还是饮酒取乐吧！”一天，他又照着镜子，悲观地对萧后说：“好头颈，不知谁来砍掉它！”还准备了毒药带在身边，准备危急时吞服。
但是，炀帝最后的下场，既没有像陈后主那样做个长城公，也没有把毒药派上用场。大业十四年（618年）三月，炀帝见天下大乱，无法挽回，命修治丹阳宫（今南京），准备迁居那里。从驾的都是关中卫士，他们怀念家乡，纷纷逃归。这时，虎贲郎将司马德戡、元礼，与直阁裴虔通共谋，利用卫士们思念家乡的怨恨情绪，推宇文述的儿子宇文化及为首，发动兵变，宇文化及逼缢炀帝。这个奢侈腐化一生的帝王，死后连个像样的棺材也没有用上，由萧后和宫人拆床板做了一个小棺材，偷偷地葬在江都宫的流珠堂下。宇文化及率众离开江都后，江都太守陈棱将炀帝改葬于江都宫西的吴公台下。唐朝平定江南后，于贞观五年（631年），移葬于雷塘（今扬州市北15里雷塘南平冈上，南距吴公台10里）。后人做诗嘲讽说：“君王忍把平陈业，只博雷塘数亩田。”意思是，隋炀帝早年平定陈朝，统一南北，功业很大，只因荒淫残暴，葬送了一统江山，自己死后只落得几亩雷塘田葬身了。