杨广即位后，又三次大举进攻高句丽。大业八年（612年），隋炀帝第一次进攻高句丽。征调士卒一百一十三万余，陆军集中于涿郡（今北京），水军集中于东莱（今山东莱州）。另调民夫二百万，以运送衣甲、粮食等。造海船的民工日夜站在水中，皮肤溃烂，腰以下生蛆，死者甚众。
高句丽坚守各座城池，隋军无法攻下，右翊卫大将军来护儿率领江、淮水军，战舰绵延数百里，走海路进攻。 来护儿选拔精甲四万，到达平壤城外，中埋伏而惨败，士卒逃回的不过数千人。 开战前，杨广下令隋将不得擅自作出任何有关作战决定，必须先向他报告后再听从命令。这使得隋军在战场上很被动。隋将在做每个决定的时候都要先派人驰报远在后方的隋炀帝，这就延误了军情。高句丽的军队也因此有充足的时间进行重整和反击。就这样5个月过去了，杨广没拿下辽东城。 三十万五千隋朝陆军渡辽攻高句丽，也遭到惨败，逃回的只有二千七百人，资储器械巨万计，也丢失殆尽。
隋军虽曾攻至平壤附近，最后却大败而还。大业九年（613年），第二次进攻高句丽。正当双方相持不下时，礼部尚书杨玄感起兵叛隋，隋炀帝仓皇撤军。大业十年（614年），第三次进攻高句丽。隋炀帝因国内农民起义已成燎原之势而不敢久战，高句丽也疲于战争而遣使请降，杨广就此撤军。
进攻高句丽的战争，先后动用人力数百万，征调财物无数，大量士兵、民夫死于战场和劳役，由于农村中极度缺乏劳力和耕畜，大量土地荒芜，社会经济受到严重破坏，人民难以生活下去，引发了大规模隋末农民起义。
经济
隋代所开的运河其实大部分是利用自然河道、或是疏浚前代留下的运河。 杨广所开凿的运河其实多利用旧河道，加以疏浚。
杨广下令调征河南、淮北诸郡人民百多万人修通济渠，西段自洛阳西苑引谷水、洛水循阳渠故道，东段走汴渠故道入淮水 ，他还征发淮南民工十多万人修东汉陈登所开的邗沟直道，自山阳至杨子入长江，渠宽四十步，两旁皆筑工整平坦的御道，夹种杨柳。从长安到江都，修建离宫四十多座。接着，他派人到江南造龙舟和杂船数万艘。而后，杨广又下命疏浚汉代屯氏河、大河故渎与曹操所开白沟为永济渠，疏浚春秋吴运河、秦丹徒水道、南朝运河为江南河， 后统名为隋朝大运河。
在杨广以前，如曹操、邓艾、桓温、刘裕，对河淮交通，均常施力，隋炀帝以后，如唐如宋，亦须时常浚汴，始能利用，充其量，隋炀帝不过加工较完满之一员，其过度推崇者，一方面由昧于水利之历史，别方面则根于事经创作便可享成之依赖心理。
杨坚曾于开皇四年（584年）命宇文恺率众开漕渠。自大兴城西北引渭水，略循汉代漕渠故道而东，至潼关入黄河，长150多公里，名广通渠。仁寿四年（604年）改名永通渠。但随着南北政治、经济和文化日益发展，修凿的局部运河，已经不能满足社会需要。沟通南北水道已经成为社会经济交流的迫切需要了。
大业元年（604年），隋炀帝即位第一年就修阳渠故道、汴渠故道为通济渠，同年修东汉陈登所开的邗沟直道，大业四年（608年），又征发河北民工百万疏浚汉代屯氏河、大河故渎与曹操所开白沟为永济渠，大业六年（610年）疏浚春秋吴运河、秦丹徒水道、南朝运河为江南河。 至此，开凿大运河的工程基本完成。隋炀帝开凿大运河前后用了六年的时间。隋炀帝先后开凿疏浚了由黄河进入汴水，再由汴水进入淮河的通济渠；还有从淮河进入长江的邗沟；从京口（现代江苏镇江）到达会稽（现代浙江绍兴）的江南河；引沁水向南到达黄河，向北到达涿郡（现代的北京）的永济渠。这些渠南北连通，就是历史上有名的大运河。大运河从北方的涿郡到达南方的余杭，南北蜿蜒长达五千多里。隋朝大运河以会稽、洛阳、涿郡为三点，江南河、邗沟、通济渠、永济渠四段，将钱塘江、长江、淮河、黄河、海河五大水系连接起来。南宋时期，随着政治中心南移，通济渠（汴河）、永济渠的漕运地位逐步减弱，再加上每年缺少清淤治理，运河河床逐渐淤塞断流。元、明、清时期，朝廷再修大运河的时候，将河道直接取直，由北京直通杭绍，不再绕道洛阳。
大运河的开通，促进了运河两岸城市的发展，江都、余杭、涿郡等城市很快繁荣起来。当时运河上“商船旅往返，船乘不绝”。大运河对隋唐时期南北经济、文化交流，维护全国统一和中央集权制的加强，都起了促进作用。
隋唐大运河以洛阳为中心，南至会稽，北到涿郡（今北京），全长2700公里，跨越地球10多个纬度，纵贯在中国最富饶的东南沿海和华北大平原上，经过浙江、江苏、安徽、河南、山东、河北、北京七个省市，通达黄河、淮河、长江、钱塘江、海河五大水系，是中国古代南北交通的大动脉，在中国的历史上产生过巨大的作用，是中国古代劳动人民创造的一项伟大的水利建筑工程，也是世界上开凿最早、规模最大的运河。后世元朝开凿京杭大运河。京绍大运河的大部分河道不是隋朝大运河的河道。 自清末改漕运为海运，大运河才不再是国家经济的大动脉了。
文化
科举，萌发于南北朝，真正成型于唐朝。杨广即位第一年，就在诏书中写道：“君民建国，教学为先，移风易俗，必自兹始。”唐人封演在《封氏闻见记》中说：“炀帝即位，复兴教诱。”杨广恢复了被杨坚废除了的国子监、太学以及州县学。 “教习生徒，具为课试之法，以尽砥砺之道。” 奉命视察各州的专使除了其他任务外，还要发现有模范行为、文才出众和学有专长的人，经过考察，再把他们送往京师。“炀帝即位，复开庠序，国子郡县之学，盛于开皇之初。征辟儒生，远近毕至，使相与讲论得失于东都之下，纳言定其差次，一以闻奏焉。于时旧儒多已凋亡，二刘拔萃出类，学通南北，博极今古，后生钻仰，莫之能测。”《隋书》《北史》记载，远近儒生纷纷前来，并被组织起来互相辩论学术问题。一名高级官员给他们排列名次，上报隋帝。因此许多寒士得以重振门庭；典籍研究盛极一时，南北的传统兼容并包。古代的典籍都被注疏。
随着门阀士族的衰落和庶族地主的兴起，魏晋以来选官注重门第的九品中正制已无法继续下去。隋文帝即位以后，废除九品中正制。
大业二年（506年），杨广增设进士科。当时秀才试方略、进士试时务策、明经试经术，形成一套完整的国家分科选才制度。当时以明经最为高级，进士试居次。当时选士制度只称为秀才科，与唐之科举有一定区别。
杨广始建进士科，典定科举制度，这是中国历史上极其重大影响极其深远的大事。那时的进士科以考政论文章为主，选择“文才秀美”的人才。《通典》说杨广优先考虑的是个人的品质而不是文才。炀帝时还增加了科举录取人数。至607年，考试科目已经有了十科。这标志着科举制度的产生。大业三年（507年），杨广诏令：“文武有职事者，以孝悌有闻，德行敦厚，节义可称，操履清洁，强毅正直，执宪不挠，学业优敏，文才秀美，才堪将略，臀力骠壮十科举人。” 大业五年（509年），杨广又下诏：“诸郡学业该通，才艺优洽，臀力骠壮，超群等伦，在官勤奋，堪理政事，立性正直，不避强御，四科举人。”
但对于隋朝是否开创进士科，是否开创科举，历来有争议，薛登、杨绾、杜佑、刘肃等那一再明确说“炀帝始建进士科”，陈直根据1902年洛阳出土《隋北地太守陈思道墓志》，认为进士科始于大业元年。
俞大纲、唐长孺、何忠礼、金铮等学者认为唐朝开创了科举。 何忠礼认为隋代实行的仍是察举制，进士科也起源于唐。
俞大纲对隋置进士科一条颇有疑义，他说：“若谓察举对策之法，已为完形之考试制度，则当上溯两汉为权舆，若谓朝廷，开科待人，士子投牒自试，始可谓完形之考试制度，则当以唐为始，不可谓肇基于隋，确定于唐矣。” …
