俘其名王骁将。
李道宗迁礼部尚书，改封江夏郡王，同时被封的还有河间郡王李孝恭，不久便因贪赃入狱。唐太宗因此事对侍臣们说：“朕拥有四海之富，士马如林，如使车辙之迹周遍天下，游观而不止息，采取绝域之奇玩，海外之珍馐，难道不能得到吗？只因劳累民众而自我作乐，因而不为。人心不知满足，应当以义加以节制。如今道宗已封王爵，禀赐甚多而贪求不止，岂不令人鄙弃！”于是罢免李道宗的官职，削其封邑，以郡王身份归家。
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多弥可汗再次发兵进犯夏州，唐太宗诏令李道宗征发朔、并、汾、箕、岚、代、忻、蔚、云9州兵马镇守朔州；右卫大将军、代州都督薛万彻、左骁卫大将军阿史那社尔，征发胜、夏、银、绥、丹、延、鄜、坊、石、隰十州兵马镇守胜州；胜州都督宋君明、左武侯将军薛孤吴，征发灵、原、宁、盐、庆5州兵马镇守灵州；又命执失思力征发灵、胜二州的突厥兵，与李道宗等人相互呼应，薛延陀军入塞，见唐军已有防备，未敢贸然进攻。
侯君集击破高昌返回后，心中颇为怨恨不满，道宗曾从容上奏说：“君集智小而言大，必为祸首。”唐太宗问为什么说他必会谋反，李道宗回答说：“见其忌嫉而矜其功勋，耻其位在房玄龄与李靖之下，官为尚书，而常怀郁郁不平之气。”唐太宗说：“君集确实有功，也有才干，我怎会吝惜爵位呢？只是还未轮到他。你不应该随意猜测，让人猜疑自危。”不久君集谋反事发，唐太宗笑着说：“正如你所推测的那样。”
唐太宗出兵征讨高句丽，先派营州都督张俭率轻骑渡过辽河侦察形势，张俭畏敌，不敢深入其境。道宗奏请率百骑前往，唐太宗表示同意，与他商讨返回的日期，他说：“臣请用二十天奔走于路，留驻十天观览山川形势，然后还见天子。”随即喂饱战马备好行装，沿南山深入贼地，观察险易地势，测度扎营布阵便利之处。将要返回时，恰遇高丽军队绝断归路，道宗另走小路，按期谒见唐太宗。唐太宗说：“孟贲、夏育之勇何以过此！”赐予黄金五十斤，绢帛一千匹。
李积采用疑兵之计，秘密北上直趋甬道，从通定镇渡过辽水，到达玄菟，高丽大骇，各城皆闭门自守。李道宗率数千人马到达新城，派折冲都尉曹三良率十余骑兵逼近城门，守军不敢出战，李道宗与李积合兵攻打盖牟城，攻取该城，俘虏二万余人，获粮食十余万石。
唐军进至辽东城下，高句丽步骑兵四万余人救援，李道宗率四千骑兵迎击，军中士兵都认为众寡悬殊，不如挖深濠沟加高壁垒坚守，等候大军到来时在战。李道宗说：“不可，贼人赴急远来，其兵必定疲惫，我军定能一鼓而摧。不把贼寇留待君父扫除，我等既为前军，就应当扫清道路以迎大驾，还等待什么呢？”李积也认为有道理，遂与高丽军展开激战，行军总管张君乂接战不利，败退。李道宗收集散兵，登高观察敌阵，见高丽军阵形混乱，遂率领几十名骁勇骑兵冲击敌阵，左进右出，右进左出。李积又领兵助阵，大败高丽军，斩首千余级。唐太宗御驾渡过辽水，驻扎在马首山，对李道宗大为赞赏，赐奴婢四十人。
唐军进至安市城时，唐军久攻不下，李道宗率部在安市城东南筑土山，逼近城墙，士卒轮番作战，每日达六七次，唐军用冲车和发射石块，撞开城墙垛，城中随即立木栅栏以堵塞缺口。李道宗脚部受伤，太宗亲自为他针灸，并赐给他御膳。唐军昼夜不停地加筑土山，共用60余日，土山顶离城只有几丈，可以向下俯瞰城内。此时，李道宗让果毅都尉傅伏爱领兵驻守在山顶，以防备高丽兵突袭，不巧的是土山坍毁，压向城墙，城墙也崩塌，正赶上傅伏爱擅离职守，使数百名高丽兵从城墙缺口处出来迎战，乘混乱之机抢占了土山，挖沟堑守护。唐太宗大怒，将傅伏爱斩首示众，命诸将攻城，但唐军连攻三天未能夺回。李道宗光着脚到唐太宗的麾旗下请罪，唐太宗说：“你的罪按律应当处死，但朕认为汉武帝杀掉王恢，不如秦穆公赦免孟明视，况且你有破盖牟、辽东的功劳，所以特赦你。”
李道宗被任命为瀚海道安抚大使，与其他几路唐军一起讨伐薛延陀。薛延陀的多弥可汗见势不妙，逃到阿史德时健部落，却被回纥兵围攻，多弥可汗被杀。部众拥立咄摩支为伊特勿失可汗，伊特勿失可汗向大唐朝廷上书请和，要求驻留在郁督军山北麓，唐太宗表示同意，派李积和崔敦礼前往安抚，李积发现伊特勿失可汗并非真心归附，而是暗中图谋不轨，就和李道宗一起，在郁督军山北痛击薛延陀，斩首五千余级，俘虏薛延陀男女三万余人。李道宗渡过沙漠
