杨仆的轻敌冒进很快便付出了代价，卫右渠在探知杨仆兵力单薄后，立即调动军队主动攻击杨仆。杨仆根本没料到朝鲜军队竟然敢出城与自己野战，仓促迎战的杨仆军迅速兵败溃散，逃入山中十几天，此后虽然找回了溃散的士卒，却也无力再发动进攻。
两路大军皆出师不利，消息传回朝廷，汉武帝大怒，遂又派卫山为使者，再度出使朝鲜，希望在大军压境的情况下能够迫使卫右渠臣服。
卫山见到朝鲜王后，向卫右渠传达了汉武帝的意思，希望卫右渠能够与汉朝重修于好，只要卫氏朝鲜能够臣服，那么汉朝不仅会将大军撤回，而且还会给予朝鲜大量赏赐；反之，如果卫右渠依旧顽固不化，那么汉朝必定会调动百万大军，一举踏平朝鲜。
正所谓自家事自家知，卫右渠虽然暂时顶住了汉朝两路大军的进攻，但他也明白，这已经是自己的极限了，如果汉朝继续派兵增援，自己必败无疑。卫山出动百万大军之语或许有些夸张，但以汉朝如此轻松便能调动五万军队的情况来看，出动几十万大军，显然不成问题。
卫右渠心想，与其毫无胜算的拼个鱼死网破，倒不如就坡下驴，或许还能换取些好处。想到这里，卫右渠果断选择了归降，并表示愿意派太子到汉廷谢恩，并献上大量军粮和战马五千匹。
在得知卫右渠表示臣服后，为了表示诚意，汉武帝命令两路大军后撤驻扎，其中杨仆率领水军退回了列口，而荀彘也率领陆军后退数十里驻扎，与卫山准备共同迎接和护送朝鲜太子入朝。
结果，不知卫右渠是担心太子的安全，还是有意彰显自己的实力，竟然派遣了一万士兵护送太子前往汉朝。
当太子在大军保护下，抵达汉朝和朝鲜边境时，卫山和荀彘见到朝鲜竟然出动了一万大军，也是大吃一惊，他们担心朝鲜乃是诈降，如今出动大军就是为了趁机偷袭汉军，因此要求朝鲜军队入境不得携带武器。
得知汉朝要求自己的军队放下武器，朝鲜太子则怀疑卫山和荀彘这是要谋害自己，哪里还敢前往汉朝，思来想去，为了自己的小命着想，朝鲜太子不仅拒绝了卫山和荀彘的要求，更是直接率军返回王险城。
消息传回长安，汉武帝对于朝鲜的出尔反尔大为震怒，命令两路大军再度发动进攻，并严令他们务必拿下王险城。得知命令，两路大军立即发动猛攻，左将军荀彘不久便攻克了驻守浿水的朝鲜军队，大军进抵王险城，从西北部对王险城形成包围，楼船将军杨仆随之率领水军也抵达了城外，驻扎于城南。
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卫氏朝鲜虽然国力不如汉朝，但王险城毕竟是国都，在卫右渠的坚决死守下，汉军连攻数月却始终难有进展。
随着久攻不下，汉朝两路大军的态度出现分歧。当时，左将军荀彘所率领的，多是强劲剽悍的燕、代将士，他们坚决主张武力破城，率军猛攻王险城不止；而杨仆所率领的齐国兵卒则因曾经遭遇战败，全都心怀恐惧，将领也感到惭愧不安，他们则主张和平解决问题，因而攻势明显较缓。
与此同时，由于都城长期被围，朝鲜王国内部也在是否继续抵抗汉军的问题上，产生了巨大的分歧。那些主和的大臣，不仅在朝堂上与主战派常常争得脸红脖子粗，更是私下派人偷偷从城南出城，与杨仆商议投降之事。
为了尽早攻破城池，荀彘数次提议和杨仆共同攻城，但杨仆却一心想要促成朝鲜投降，以独吞战功，以抵消此前战败罪责，因而对荀彘的提议充耳不闻。
荀彘心知，在两军意见不一的情况下，自己根本无法攻破城池，便也放缓了攻势，派人寻找机会劝说朝鲜归降。然而，由于此前荀彘态度强硬，朝鲜大臣们担忧自身安危，不敢与其谈判，而一心希望向杨仆投降，结果更加引发了荀彘和杨仆的不和。
汉武帝在得知汉军已经包围王险城后，本以为已经胜券在握，却不想荀彘、杨仆二人因为意见不合，导致迟迟无法取得进展，为了缓和两人的矛盾，汉武帝只好派遣济南太守公孙遂前去调和，并授权公孙遂遇事可以相机行事。
公孙遂抵达前线后，荀彘立即抢先弹劾杨仆，对其说道，“朝鲜早就可以攻下，之所以拖了这么久，就是因为楼船将军始终不肯与我合攻。”
在荀彘看来，杨仆此前曾经兵败，犯下失军罪，如今又与朝鲜大臣私下来往，而朝鲜却久拖不降，荀彘因此怀疑杨仆有背叛朝廷、逃脱惩罚之心，荀彘将这些疑点，也全都告知了公孙遂，并建议道，“不如先发制人拿下杨仆，否则恐怕会酿成大祸。”
公孙遂也同意荀彘的看法，便用天子符节召楼船将军杨仆来左将军营中议事，在杨仆抵达后，公孙遂立即命令左将军帐下武士将楼船将军杨仆逮捕，兼并了其所属部队，并将此事上报汉武帝。
虽说汉武帝给予了公孙遂相机行事之权，但对于他这种只听一面之词，便擅自逮捕大将、兼并其军的做法仍然极为不满，命令公孙遂将杨仆押回朝廷，并命荀彘继续围攻王险城。公孙遂返回朝廷后，当即被汉武帝处死。
汉武帝虽然处死了公孙遂，但也明白两军合二为一，更能发挥汉军的战斗力，因此默许了荀彘兼并杨仆水军。左将军荀彘也知道，自己若是仍旧无法攻克王险城，必然会遭到严惩，因此在将两支军队合兵后，立即加紧了对王险城的进攻。
在汉军的猛攻下，王险城岌岌可危。朝鲜的一班主和大臣，见汉军攻势如此迅猛，遂私下商议道，“当初我等打算向楼船将军投降，如今楼船将军已被逮捕，只有左将军一人指挥汉军，攻击越来越猛烈，恐怕我方无法抵挡，而国王偏又不肯向左将军投降。”
经过一番商议，众人决定由朝鲜国相路人与韩陶、王唊先行前往汉军军营，与汉军商议投降之事，其他主和派大臣则在国都联络其他大臣，伺机而动。商议已定，路人与韩陶、王唊遂出城奔向汉军，结果路人在途中不幸身死，其余两人则顺利逃入汉营。
元封三年（前108年）夏，在荀彘同意受降后，朝鲜主和派大臣尼溪相“参”等人决议献城投降，出于对战局的悲观，大量朝鲜大臣皆倒向了主和派，唯独朝鲜王卫右渠坚决不肯投降。于是，尼溪相参等人悍然发动政变，杀死朝鲜王卫右渠后，与卫右渠的儿子卫长等人献城投降。
然而，还不等汉军开进王险城，已经投降的大臣成己便降而复叛，再次进攻汉军。荀彘不愿大开杀戒，便命卫长、路人之子路最等人劝告朝鲜民众归降，并表示汉军不会为难城中军民，百姓们随之纷纷倒戈，并诛杀了成己，汉军这才占领王险城，卫氏朝鲜随之覆灭。
汉朝平定卫氏朝鲜后，于其故地设置乐浪、临屯、玄菟、真番四郡，投降的一班朝鲜大臣亦纷纷得以封侯，其中“参”为清侯，韩陶为苴侯，王唊为平州侯，路最因父亲降汉而死，再加上自己劝说国人投降有功，为涅阳侯。卫右渠之子卫长也因劝降有功，获封几侯。
左将军荀彘虽然作战有功，但因其争功相嫉、用心险恶，影响极坏，在其班师回朝后，最终被汉武帝下令当众斩首。楼船将军杨仆则因此前擅自先行，作战指挥不力、士卒死伤过多，原本也应斩首，后经赎罪被贬为庶民。