612年，四方应征的兵士全部到达涿郡。杨广令左右各12军分为24路，向平壤出发，全军共113万人，号称200万，运输粮饷的民夫比兵士加倍。二月初九，第一军出发，以后每日发一军，前后相距40里，连营渐进，实际上经过40日，才出发完毕。各军首尾衔接，鼓角相闻，旌旗相望，长960里。御营分6军，最后出发，长80里。《隋书》说“近古出师之盛，未之有也”。
杨广依据高丽会投降来部署战争，严令诸将：凡军事进止，都要奏报等待命令，不得专擅。又令诸将：高丽如请降，必须抚慰，不得纵兵进攻。隋兵渡辽河进围辽东城（今辽宁辽阳市），守城军每遇危急，就声称要投降。隋军不得不停攻，驰奏请旨，等到请旨回来，守军补充完备，又坚实拒战。如此再三，杨广还是深信高丽会投降，辽东城和其他城池也就一个不曾攻取。隋大将来护儿从海路到平壤城下，被高丽守军击败。大将宇文述等军渡鸭绿江，攻至平壤附近，又被高丽军击败。来护儿所率攻城精兵4万，逃回船上者仅数千人，宇文述等所率30万人，除卫文升一军不败，其余溃军逃回辽东城下，只有2700人。杨广大怒，率残余军回洛阳。第一次征高丽失败。
失败并没有使杨广接受教训，他在退兵时就下令继续搬运黎阳、洛口、太原诸仓谷物北上。613年，再次在全国征发兵士集中涿郡；四月，杨广再渡辽水，和上次一样攻围辽东城，一个多月仍没有攻下；六月，在黎阳督运兵粮的杨玄感起兵攻东都的消息传到前线，杨广有后顾之忧，只好退兵。同时，河南、河北、山东等地农民起义如火如荼地进行着。第二次征高丽失败，不但使国内阶级矛盾激化，同时也使统治阶级内部分裂了。同年八月，杨玄感败亡。但农民起义军却风起云涌，隋王朝处于崩溃前夕。
杨广妄想以对外的胜利来扭转危亡的命运，于614年发动了第三次东征。三月，杨广又到涿郡，七月到达怀远镇。高丽虽两败隋军，却因连年战争，所受损失也非常严重，所以立即遣使请和，并交送隋的叛将斛斯政。这次战争是在义军遍地的形势下发动的，征集的士兵多因道路阻隔，不能如期到达，有的根本没有来，来的又因沿途多有逃亡，以致兵员不足，实是凑合成军。杨广也感到无法把战争进行下去，只好因高丽请和乘势收兵。
隋文帝统治时期，民众辛勤地积累起来的财富，被隋炀帝用游玩、扩张、侵略三种形式，迫不及待地加以消耗，特别是三次侵略战争，民众死亡流离，实在不能再容忍下去。要摧毁这个残暴统治，唯一有效的方法就是农民大起义。
隋末大起义
隋炀帝三次攻高丽，在全国范围内连年征发兵士和夫役，每一个劳动民众穷困以外再加上死亡的威胁，有些人为求免于死亡，甚至自断手脚，称为福手、福足。暴政惨毒到这样的地步，大规模起义也就蓬勃地发动起来。
616年，南方林士弘、河南李密、河北窦建德等，都在本地区显出高于其他首领的力量，农民起义军有逐渐形成几个大势力的趋势。隋朝官吏也在这一年里开始割据称雄，成为推倒隋朝的另一种势力。到617年，农民起义和隋官割据摧毁了隋统治，隋炀帝只好在江都等待死亡。
李密反隋
李密筑洛口城，周围四十里，作为魏国的都城。魏将孟让夜袭洛阳外郭，烧掠丰都市，洛阳居民都迁入宫城，抵御魏军。李密招集了大量豪帅，蒲山公营的纪律对这些豪帅是没有约束力的。李密缺乏驾驭群帅的才能，也就是缺乏引导群帅遵守纪律的才能，因之，归附的豪帅愈多，李密的反隋行动愈受到牵制，最后归于失败。
隋大将裴仁基率兵降李密，李密使裴仁基、孟让率兵2万人袭破回洛仓，烧天津桥，纵兵大掠。当时越王杨侗留守洛阳，有兵20余万，足以守卫城市，李密军烧掠，更使隋军守城愈益坚固。李密退归洛口，杨侗搬运回洛仓米入城，李密再取回洛，形式上逼近洛阳，实际是顿兵坚城之下，陷于被动。隋炀帝令关中出兵救洛阳，有人劝李密使翟让守洛口，裴仁基守回洛，自率精兵入关，袭取长安。既得西都，号令天下，可以成大业。李密说，这确是上策。不过，我所部将帅，都是出身草莽，我一离开，他们就会互相吞并，大业更无望了。杨侗得关中援兵，大破李密军。李密逃回洛口，形成与洛阳相持的局面。
李密率众攻向洛阳，大破隋兵，又取回洛仓。隋炀帝令王世充率江淮精兵救洛阳。李密遣徐世率兵袭破黎阳仓，开仓赈济饥民，10天内得兵20余万人。王世充统率各路救兵，会同洛阳兵共10余万人击洛口，与李密军夹洛水互击，各有胜败。
翟让起义在瓦岗
翟让，河南东郡韦城人，曾任隋朝东郡法曹（古代司法官员），后来犯了罪被判死刑，关在牢里等候执行。看管他的牢头叫黄君汉，是个侠客，认为以翟让的才能，会成就一番事业，死于牢狱实在可惜，于是晚上偷偷放了翟让叫他逃走。翟让也很有义气，不肯走，说如果自己走了，官府追究责任一定会连累救命恩人。黄君汉大怒，说道：“我今日救你不是为了别的，只是看你是个大丈夫，在这乱世里能救百姓之命，你以后努力自勉就是对我的报答了，何必现在作此儿女之态！”于是，翟让逃到东郡境内的瓦岗聚众起义。
在单雄信、徐世（后来被李渊赐姓李，改名为李世，他与翟让起兵时年仅17岁）的辅佐下，翟让的瓦岗军发展迅速。由于瓦岗地近运河，是舟商漕运的要道，翟让等据此夺取运河上公私船只的货物，所以军资充足，来归附的民众有万余之众，成为河南、山东一带义军中最强的一支。此时，因参加杨玄感起事而亡命雍丘一带的李密投奔瓦岗，为翟让出谋划策。翟让接受李密的建议，先说服附近小股起义军来归附，然后攻下荥阳的金堤关和附近一些小县城，一时瓦岗军声威大震。
窦建德河北起义
窦建德为清河漳南（今山东武城东北）人，出身农民，因帮孙安祖反官府，全家遭杀害。611年，窦建德率200人投奔高士达义军，与高士达共同起义。在高士达与另一河北义军首领张金称被隋军杀害后，窦建德成为河北义军的领袖，有部众10多万人，转战于河北中部。
617年初，窦建德在河间称长乐王，年号丁丑，攻占信都、清河等郡。杨广命涿郡留守薛世雄带兵3万驰援洛阳，欲击瓦岗军。薛部行至河间，遭窦建德义军埋伏，窦建德又亲率精锐袭击隋营，隋军大乱，自相践踏，损兵折将。这改变了河北地区官军与义军的力量对比，义军声势大振，而官军主力被消灭。这一次战役有力支援了瓦岗军对东都洛阳的进攻。同年，窦建德改称夏王，建权“夏国”，设置百官，控制了整个河北。他劝课农桑，发展生产，自己布衣素食，艰苦朴素，深为河北人民爱戴。
宇文化及杀杨广
在起义军的猛烈攻击下，隋朝的统治已经土崩瓦解、众叛亲离，许多地方官纷纷起兵反隋。被农民起义军吓破了胆的杨广躲在江都不敢回长安，天天心惊肉跳。
618年，右屯卫将军宇文化及乘机在江都发动了兵变。三月的一天，一个宫女跑来向杨广报信：“不好了，宇文化及造反了！马上就要杀进宫来了！”杨广浑身发抖，急忙换了一身衣服，逃到西阁。宇文化及杀进宫来，杨广看到哗变的士兵手里明晃晃的刀，哆嗦着说：“我犯了什么罪？”士兵说：“你发动战争，荒淫无度，还说没罪吗？全国百姓都痛恨你这个昏君，人人都要杀了你！”杨广怕挨刀，自己从身上解下一条绸带，士兵们用这条绸带把他绞死了。
杨广被杀以后，宇文化及自称大丞相，立秦王杨浩为皇帝。这时候，隋朝已经名存实亡了。另一方面，义军首领翟让残忍贪财，部属离心。李密听信谗言，在宴会时杀死翟让。翟让的贪暴，即使比一般豪帅更坏些，但终究是瓦岗起事的首领，推戴李密，也显示在短时期内并无夺位的野心，李密不能感化翟让，又不能包容翟让，用阴谋杀人，只能说明李密智短量窄，不足以成大业。翟让死后，李密部属开始心怀疑惧，李密也开始妄自尊大，疏远旧将，不爱惜士卒，一时勃兴的气象转变为败亡的局面。