五月初八，曾经夸下海口要大败唐军的麴文泰，当听到欲谷设已经逃跑了，阿史那步真也投降了，他立刻石化了，彻底崩溃了。在高昌王宫里，麴文泰大骂欲谷设背信弃义，整日里忧惧不知所为，到夜晚，他突然大声喊道：“欲谷设误我！高昌国亡了！”然后大口喷血而亡！
五月初九，麴文泰忧惧而亡后，王弟麴文雍扶立麴文泰的儿子麴智盛继高昌国王位。面对七万大唐大军，新王麴智盛下达征兵令：“高昌国男子上至六十五岁的老人和下到十三岁的孩子全部被征发，以抵御唐军。” 就这样，才勉强凑了近一万人的高昌军。
五月初十，因高昌国老国王麴文泰去世了，高昌国举国新丧，侯君集没有立即进攻高昌国，他也没闲着，而是命令姜行本率领三千工匠，在高昌国柳谷一百里外的罗漫山黑绀岭，把这一整座山上的树木几乎砍伐光，建造了这些让人闻风丧胆的重型武器：塔楼、抛石机、重型连弩车等。
姜行本督造的这些重型攻城武器中：塔楼是高达五丈的巨型攻城塔，攻城塔下面是一个巨大的四轮底座，用人力推动前进。士兵可以在高大的塔楼里得到很好的保护，当接近城墙后放下吊桥门，士兵可以直接从塔内冲出来登上城墙进攻。而且还可以在塔楼里面了望城内地形和布防，做到对敌方了如指掌。
抛石机的机架两支柱间有固定横轴，上有与轴垂直的杠杆，可绕轴自由转动。杠杆短臂上固定一个重物，长臂末端有弹袋用于装石弹。发射时，用绞车把长臂向后拉至几乎水平，突然放开，弹袋即迅速升起。当短臂重锤完全落下时，石弹从弹袋中沿约四十五度角飞出，三十公斤的石弹射程近二百米。
重型连弩车使用大木卡尺固定弩弦，以大木轱辘来进行上弦，而后在人力的操作下逐一释放，在释放完成后，以大木齿轮进行复位，再通过系绳回收的大型弩箭进行测距和覆盖面校射，可以连续发射六十多枚大箭弩。
六月十八日，经过三千工匠一个多月夜以继日的建造，重型攻城武器终于建造好了。侯君集率领大军开始进攻高昌城东百余里的田地城。
田地城仅有麴文雍率领的高昌守军七千人，而唐军是七万！在唐军主力尚未全部到达的情况下，麴文雍率领高昌守军倾巢出动，出城迎战唐军先锋契苾何力的部落骑兵，双方发生激烈战斗，直到唐军主力赶到，麴文雍率领的高昌守军不敢恋战，退守田地城。侯君集让唐军在城下喊话，命令守军出城投降，遭到麴文雍的严词拒绝。
于是，侯君集下令唐军操作重型攻城武器开始进攻田地城。
首先，侯君集登上五丈高的塔楼俯瞰田地城，城内布防一览无余，他现场指挥唐军用数百尊抛石机和数十个重型连弩车向田地城的城墙上守军猛烈炮击，三十余公斤的石弹和巨大的箭弩遮天蔽日的飞向城墙，城墙上和城内立即被密集的石弹和箭雨覆盖住，高昌守军都鬼哭狼嚎，伤亡惨重。
其次，侯君集命令唐军用撞车向田地城的城墙和城门撞去，仅过了半个时辰，田地城的城墙和城门都被撞坏。
再次，侯君集命令唐军骑兵每人驮着一个装满土的草袋，骑马跑到城墙下壕沟边，将草袋丢进护城壕沟内，须臾功夫将将护城壕沟填平了。
最后，侯君集命令唐军步兵埋伏在塔楼，在唐军奋力的牵拉下，推进到城墙边，随后放下吊桥门，唐军步兵挥舞着唐横刀，大声嘶吼地冲上城墙，见到高昌守军就是猛砍、猛杀。没坚持多长时间，高昌守军土崩瓦解，田地城被唐军攻克，七千余高昌守军小部分被砍杀，大部分投降，麴文雍在王宫侍卫们的拼死护卫下，逃出城奔向高昌城而去。
攻克田地城后，侯君集率领唐军马不停蹄，连夜向高昌城进攻。在此情况下，麴智盛看到王叔麴文雍带着一百多残兵败将逃回高昌城，以及后面蜂拥而至的七万唐军，只能目瞪口呆、束手无策。
麴文雍劝谏道：“大王，现在已是大势已去，再抵抗也是做无谓的牺牲，识时务者为俊杰，为了保全高昌国全体百姓，还是纳降表吧。”
麴智盛无奈，只能率领满朝文武向侯君集上降表，正式向唐军投降。
侯君集率唐军进入高昌城，但是，侯君集带头大肆抢夺战利品，私吞高昌王室财宝，还抢占两位高昌绝色美女。其他将领们一看主帅带头，也跟着抢夺战利品，唯有阿史那社尔丝毫未取。众将领都觉得奇怪，阿史那社尔正色回答：“没有圣上的旨意，我不能胡来。”
袁天纲进城后，看到高昌城内唐军毫无军纪，全城都在掠夺，急忙率领飞骑们将麴文雍、麴智盛及王室成员们集中保护起来。
攻克高昌城后，侯君集又分兵攻略高昌其他十九个城。至此，高昌国三郡、五县、二十二城；户八千、三万七千七百人、马四千三百匹；土地东西八百里、南北五百里全部纳入大唐帝国版图，大唐帝国正式打通大唐与西域、中亚的东西方交通道路。
而前期高昌国内流传着一个童谣：“高昌兵马如霜雪，汉家兵马如日月。日月照霜雪，回手自消灭。”，真得是应验了！
大唐灭高昌国之战后，姜行本命令瓜州司法参军司马太贞在罗漫山黑绀岭上竖立一个纪功碑，碑文如下：
“昔匈奴殄灭，窦将军勒燕山之功；闽越泯清，马伏波树铜柱之迹。然则振英风于绝域，申壮节于殊方，莫不腾茂实于千载，播芳猷于万古者矣。……
大总管运筹帷幄，继以中军，铁骑亘原野，金鼓动天地，高旗蔽日月，长戟彗云霓，自秦汉出师，未有如斯之盛也。班定远之通西域，故迹罕存；郑都护之灭车师，空闻前史，雄图世着，彼独何人？乃勒石纪功，传诸不朽。”