在刘仁愿、刘仁轨驻守熊津都督府的时候，唐朝廷的战略主张是消灭百济北部的高丽王国，只要高丽王国投降，就可以打通救援熊津城的通道。
然而，到了 662年，远征高丽的战争又一次以失败而告终。
刘仁愿、刘仁轨坚守熊津城已经一年，北方的救援通路不能打通，唐高宗不得不给刘仁愿（已经升任熊津都督）与刘仁轨发出指令：“现在远征平壤的大军已经撤回，你们孤守一城，不可能独存，最好把军队撤往新罗。如果新罗国王要借助于你们，就暂时驻留在那里，如果不需要的话，即刻起航，返回国内。 ”
这条诏令，充满无奈，放弃熊津城的坚守，就意味着唐军将完全撤出百济。
刘仁愿将皇帝的命令公示众将士，多数将士都巴不得早日回归祖国，大家交头接耳，议论纷纷。只见刘仁轨站起身来，以洪亮的声音说道：“诸将士，听老夫一言。”
众人停止议论，听刘仁轨说道： “《春秋》大义，大夫出疆，如果可以安社稷、利国家，则可独断专行，何况我们正身处沧海之外，居豺狼之地。诸君都是帝国的臣民，自应当将国家利益置于首位，可以战死，不可有二心，岂可先考虑自己的私利呢？”
大家都默不作声，在孤军无援之下，已经坚持了一年，现在皇帝的敕令证实不会有新的援军到来，这仗还怎么打呢？
刘仁轨看穿大家的心思，继续说：
“现在敌寇虽然人多势众，但是只要我们做好充分准备，厉兵秣马，出其不意，攻其不备，还是有把握打胜仗的。只要得胜，军心就会安定，然后分兵占据险要地形，打开新局面。到时向朝廷请求援军，只要朝廷知道我们已经成功，必定会出动大军增援，便可全歼敌军，如此一来，可永保海外的风平浪静。现在进攻平壤的军队已经撤退，如果熊津城不战而弃，百济的残余力量很快就会强大起来，那么对高丽的征服就遥遥无期了。”
撤退会有什么样的结果呢？
刘仁轨继续分析说：“现在熊津以一城之地，挺立于敌人势力之中，如果我们撤退，可能会被四周的敌人俘虏；就算我们侥幸逃脱，撤往新罗，也不过是羁旅之客；到时心怀怨恨也追悔莫及。况且百济大将福信凶悖残虐，君臣之间猜忌离心，将领之间相互残杀，我们正应该坚守城池，静观其变，一旦有机会，便乘机出击，不可轻言撤退。”
这一年多来，刘仁轨与守城将士同甘共苦，他坚强的意志与信念，是熊津城得以坚守的重要原因，也使他赢得所有将士的尊重，包括熊津都督刘仁愿。刘仁轨对时局的深刻分析，无疑给所有官兵吃了一颗定心丸。
此时朝廷对百济局势持悲观态度，自从苏定方离开百济之后，唐军的势力已经只限于熊津城一隅，而高丽战场的挫折，无疑使熊津这一海外孤城面临着更大的压力。如果不是刘仁轨的坚强意志，唐军的所有成果将化为乌有。
需要一场胜利来鼓舞士气与人心。
刘仁轨耐心地等待着机会的到来。
此时复国军已经得知唐高宗下达撤退的命令，百济国王夫馀丰与大将福信故意派人到熊津，对都督刘仁愿说：“你们什么时候回国？届时我等当派人相送。”很显然，百济认为在新罗援军被击退、高丽远征又告失败的情况下，放弃熊津是唐军的唯一选择，只是他们低估了唐军的决心与意志。
刘仁轨敏锐地察觉到战机出现了，因为百济军队对唐军根本没有戒心，他们只是坐等接收熊津城。
不按常理出牌，不走寻常路，这是伟大人物的共同特点。
百济人为自己的疏忽大意付出惨重代价。刘仁轨看准机会，果断出击，成果之显赫辉煌，令人难以置信。唐军一口气攻克支罗、尹城、大山、沙井等城池，百济军队伤亡惨重。
闪击的成功，不仅令唐军士气大涨，同时也证明了刘仁轨的坚持并非纯粹的作秀，他不可动摇的决心与睿智的判断力，成为胜利的保证。
当将士们沉浸在喜悦之中时，刘仁轨却有几分担忧。多攻掠一座城池，就要多分配一部分士兵把守，这无疑使原本兵力不足的远征军更显得捉襟见肘。短时间内绝不会有援军从遥远的中国浮海而来，既然远水解不了近渴，唯一的办法就是求助于新罗国王金法敏。
得悉唐高宗撤退诏令的金法敏对百济战局原已失去信心，可刘仁轨的漂亮反击又让他看到新的希望。为了挽留这支大唐远征军继续战斗，他毫不迟疑地答应刘仁轨，提供兵力上的援助。要打通新罗与熊津的联系，就必须攻克险峻的真岘城。
刘仁轨与新罗联手，进攻真岘城。
真岘城是险要之地，百济大将福信深知其战略上的重要性，早就加派军队，增强防御力量。即便如此，刘仁轨仍然很轻松地攻下了真岘城。他抓住守军一次松懈的机会，以新罗兵为主力，在黑夜时分，利用陡崖上的草木，攀爬而上，天亮时新罗士兵已经控制了真岘城。
真岘城之役非常重要，熊津城与新罗的运输线打通了，唐军可以得到新罗王国在粮食、武器甚至兵员上的支援。
刘仁轨坚忍不拔的意志，挽救了帝国在百济的事业。
唐军连连得手，形势一片大好，熊津都督刘仁愿向朝廷汇报所取得的战果，并请求增兵百济。唐高宗见到这份奏报，喜出望外，他原本已经认为朝鲜半岛没戏了，没想到勇敢的将士们不仅守住了熊津，还打通了前往新罗的交通线，真是令人惊喜。皇帝马上下诏，征调七千人的军队，增援熊津。
正当唐军节节胜利时，百济复国军高层却陷入内讧之中。
自道琛被福信所杀后，国王夫馀丰深感自身难保，对福信极度不信任。福信便想出一条诡计，假装得了重病，闭门不出，只等国王前来探病时，将他杀死；但福信的毒计被泄露出去，国王夫馀丰将计就计，派出亲信，以探病为由，袭杀福信，并且清剿其党羽。
百济复国运动的两位核心人物道琛与福信相续死于内讧，这两根擎天大柱一倒，国王夫馀丰势单力孤。更让他惶惶不安的是，唐军不仅与新罗联手攻城略地，而且中国正向百济派送援军。怎么办呢？夫馀丰估计自己抵挡不住，只得求助于外援，由于他长期待在日本，与日本关系特别好，便派出使者到日本寻求军事援助。
唐帝国的七千名援军，从海上启程，赶赴百济，兵团指挥官是熊津道行军总管、右威卫将军孙仁师。孙仁师兵团与刘仁愿、刘仁轨顺利会师后，唐军声势大振。
冬去春来，转眼已经是龙朔三年（663年），在百济国王夫馀丰的请求下，日本于本年三月出动一支二万七千人的军队，在新罗登陆后，随即发动对新罗的进攻，以牵制唐与新罗联军对百济复国军的威胁。
日本卷入朝鲜半岛的战争，使得百济的局势更加微妙与复杂。在打通新罗通道之后，唐军需要新罗的支持，而日本则采取打击新罗的策略，既可以牵制唐军，又可避免与唐军正面交锋，可谓是煞费苦心。
在刘仁轨看来，要减轻新罗的压力，必须要对百济施加军事压力，迫使日本军队回援百济，然后与新罗联手，共同歼灭百济与日本的联军。唐军必须主动发动进攻，但选择哪里作为进攻方向呢？
孙仁师主张进攻百济的加林城，加林城地处水陆交通要冲，是一个战略要地，百济一定不会轻易放弃，势必跟唐军全力争夺。
刘仁轨不同意，认为加林城固然是一个战略要地，但其重要性远远比不上百济复国军的都城——周留城。他提出自己的看法：“加林城易守难攻，如果我们采取强攻的战术，伤亡将很惨重，如果采取围困战术，又将旷日持久。依我之见，不如直捣敌军的老巢周留城，这是百济临时政府所在地，所谓除恶务本，擒贼擒王，只要攻克周留城，其他城池必将闻风而下。”
经过诸位将领的讨论，最后采纳了刘仁轨的意见。
唐军开始展开军事行动。
百济与日本通过种种迹象判断，唐军的主攻方向，应该是都城周留城。日军不得不调整作战方略，将入侵新罗的军队，用兵船调往白江口，这是进入周留城的必经水上通道。
在日本方面，他们仍然对战无不胜的唐朝军队有一种深深的恐惧，虽然唐军的人数并不多，总兵力也就是二万左右。一场大战迫近，山雨欲来风满楼，日本政府决心再度增兵百济。八月，由庐原君臣统领的一万余名日本海军启程前往百济，以加强海上的军事力量。
与此同时，熊津都督刘仁愿、行军总管孙仁师以及新罗国王金法敏，率领唐与新罗联合步骑兵，从陆路行进；刘仁轨与副将杜爽、百济降将夫馀隆，率领海军舰队以及运粮船，从熊津直接进逼白江。根据所制订的计划，海、陆两路大军将在白江会师，然后向复国军政府所在地周留城发动强攻。
八月二十六日，两路大军抵达白江口时，日本海军已严阵以待。
一场发生在七世纪的中日大海战拉开序幕。
在日本军队方面，第一批入侵新罗的日军二万七千人已经全部调往百济前线，第二批由庐原君臣率领的一万多名海军也已经抵达，总兵力将近四万人，拥有一千艘的战船。百济的军队主要是陆军，数量不详，估计有数万人。
唐军在百济的总兵力，估计在二万人左右，参加这次会战的人数不详，其中兵船有一百七十艘，以每艘船搭载八十名战士推算，大约投入的海军是一万三千人左右。新罗出动的兵力也不详，估计是数万人，唐与新罗联军并不占优势。
日本海军无论在战船的数量上还是在兵力上，都要远远超过中国海军。但是在战船的大小与质量上，则不如中国海军。
在第一次征高丽时，张亮所统率的海军四万人，乘五百艘船，平均每艘船搭载八十人。唐太宗在征高丽失败后，在西南建立大型舰船生产基地，动用最优秀的船工，这个时期所造的船只，比以前还要大。在 660年苏定方征百济时，动用一千艘战船，共搭载十万名将士，平均每艘船载一百人，从这个数据可以明显看出中国海军的船只体积越来越大。
而日本海军共出动将近四万兵力，动用一千艘战船，平均每艘战船搭载不到四十人，这反映出当时日本战船比中国战船体积要小许多，中国的战船平均比日本要大两倍以上。不仅如此，当时中国的造船技术要远远超过日本，船只在精巧性、灵活性、速度以及防护能力上，都要远远超过日本。
因为唐军的舰船体积大，能装载重型攻击武器，如投射机、强弩等等，而且因为船体大，使这些重型攻击武器的稳定性更好，在对付日本船只时，居高临下，优势非常明显。
白江口战役是在海上、陆上同时进行的。
唐与新罗联军首先从陆地上发动进攻。
当时防御一方的百济、日本军队的情况是这样的：日军以一千艘兵船排布在白江入海口处，以防止中国海军沿着白江逆流而上对周留城发动突袭。百济精锐骑兵则负责保护海港两岸的安全，以避免日本兵船在停泊时受到来自岸上的攻击。
以新罗军队为主力的陆军率先向百济军队发起攻击，刘仁愿、孙仁师的唐军步兵紧随其后。当陆地上展开厮杀之际，日本的船只也拔锚开进，迎战刘仁轨的海军。
这是中国与日本军队的第一次交战，敌手的实力如何，对刘仁轨来说，还是个谜。面对人数与船只均占优势的日本海军，刘仁轨更加小心谨慎，以避免遭遇日军的埋伏。中国海军排开队列，并不急于同日军大决战，只是小规模地接触。日本一方也表现出同样的谨慎，面对唐军庞大的船只，日本人不由望洋兴叹，在小规模的战斗中，日军丝毫没有占到优势。日本方面将唐海军称为“坚阵”，在日本人看来，中国海军舰队犹如铜墙铁壁一般，是不容易攻破的。
中国海军战船在战斗中尽显优势，舰船的高大，使得攻击更具威胁，巨弩与投射器在远攻中发挥巨大的威力，令日军胆战心惊；在近距离的交锋中，中国士兵的弓弩也极具杀伤力。此战日本损失了几艘战船。但是总体上，第一天的海上交锋，仅仅是小战斗而已。
当天晚上，双方将领都绞尽脑汁来思考击破对方的方法。日本海军将领经过一晚上讨论，最后认为：“我等争先，彼应自退。”只要发扬武士不怕死的精神，奋力争先，利用自身船多兵众的优势，中国海军必定会知难而退。
这是日本海军面对中国庞大战船时所做出的无奈选择。
在唐军一方，刘仁轨也在思考如何以自己的优势挫败敌军。中国海军的优势有几点：第一，船体高大，与日本兵船在近距离对抗中占尽优势，可以居高临下攻击；第二，配备有重型武器，如投射机、强弩等，在远距离对抗中也占有优势；第三，中国海军训练有素，作战经验丰富，在多次攻打高丽及百济的战争中，积累了许多海上作战的战术。
因为当时的船只都是采用木制，火攻无疑是最佳选择。刘仁轨下定决心，以火攻为主要战术。
第二天（八月二十七日），决定性的战斗打响了。
白江口战船密布，海天相连，日本海军将领采用既定的战术，凭借船多人多的优势，一千艘战船向刘仁轨的海军发起进攻，企图以此逼退唐军。
然而日军此举，正中刘仁轨下怀。
中国军队已经在前一晚上准备了大量的火攻材料，刘仁轨当即下令海军列队迎战，艨艟巨舰，迎风破浪，无数的巨桨在海面上划下一道道雪白的浪痕。
日本战船不顾一切地冲进唐军战舰编队中，企图以六比一压倒性的数量优势，夺取海上战场的主动权，六艘打一艘，这个想法不错，然而中国海军却不给日本人机会。
当日本战船以穿梭战术插入中国舰队中间时，中国战船马上利用吨位体积上的优势以及优良的性能，采取对日本战船的夹击战术。当两艘唐军舰船围攻夹在其中的日本小船时，唐军从船上投射出一团团的火球，密集地射到日本战船上，弓弩手点燃弓箭，万箭齐发，一时间，日本的战船冒起浓烟，大火很快蔓延全船，日本武士“哗”的一声跳入海中逃生。其他日本战船想过来营救，中国战船采取冲撞的战术，日本小船哪里受得了这猛烈一撞，还不是船毁人亡么？
日本人很快发现穿插战术非常失败，因为当船只被中国战船困住时，根本没有回旋的余地，失去了机动性。根据日本史料对这次战役的记录，日本船只受到中国战船夹击时，“舻舳不得回旋”，如此一来，便不可避免遭到被击毁的命运了。刘仁轨充分利用唐军的优势，凭借船只优越的机动性与灵活的战术编队，化解了战船数量少的劣势，采取夹击战术，将整体劣势转化为局部的优势。
日本海军连续四次采取穿插战术，虽然这种战术被证明不堪一击，但也别无他法，只能寄希望于武士们的奋勇搏杀来赢得胜利，然而结果只是输得更惨。面对世界上最坚强的一支军队，面对坚忍不拔的刘仁轨——文人出身、却充满斗志的海军名将，日本人不由发出失败的哀叹。
日本船只一艘接一艘被焚毁，每当船只被焚时，日军士兵纷纷跳入水中逃生，被溺死的人不计其数。海军将领朴市田来津仰天而叹，他挥舞倭刀压阵，孤注一掷，大喊临阵脱逃者，斩无赦，前后手刃数十名逃兵。然而此时的日军已是兵败如山倒，他终究无法挽回败局，便命令战船冲入唐军舰队中，最后被击毙。
白江口辽阔的水域上，到处是日本兵船的残骸，滚滚浓烟，直冲云天，而海水已经被火光照得通红一片，海面上漂着一具具的尸体，血与火构成了战争残酷的主颜色。
日本人已经无法支撑，败局已定。一千艘战船，被中国海军击毁了四百艘，损失率高达百分之四十，假设日本军队的损失也是这个比例，那么估计被击毙的日军超过一万五千人。
中日第一场大海战，无可争议以中国海军的全胜而告终。
在刘仁轨力挫日本海军的同时，刘仁愿、孙仁师以及新罗军队在陆地上也取得重大进展，击败了百济军队。
白江口会战，是百济战争中最大规模的一次会战，也是最重要的一役。日本援军被迫撤出百济战场，失去外援后的百济国王夫馀丰心灰意冷，出走投奔高丽，王子忠胜、忠志率百济残部向唐军投降。
这场战役对日本影响极深远。
日本海军在白江口遭遇空前惨败之后，全国已陷入恐慌之中，深恐唐军跨海东征。日本政府于次年（664年）在对马、壹岐、筑紫等地构筑防御工事，准备抵御唐军的进攻；665年筑大野城、椽城；667年筑高安城、屋岛城、金田城，并于是年迁都近江。这些措施均是防备大唐势力的东扩，可见经白江口一役，日本上下已形同惊弓之鸟，风声鹤唳，草木皆兵矣。
不过此时大唐海外扩张的步伐已经放缓了，因为长年战争导致民生凋零，百姓困苦，唐高宗宣布停止三十六州的造船活动。由于大唐帝国制船工业停顿下来，远征日本群岛就遥遥无期了。
白江口战役的辉煌胜利，足以令刘仁轨跨入中国历史名将之列，这位大器晚成的名将，其伟大勋业足以令国人引以为傲。往事越千年，回顾这场战争，依然令人热血沸腾，血脉贲张，这就是伟大的大唐帝国，这就是伟大的刘仁轨将军及其英勇无敌的唐军战士所缔造的不朽传奇。
白江口大战后，刘仁轨挥师溯江而上，兵不血刃，占领百济复国军的都城周留城。百济的抵抗力量瓦解，黑齿常之、沙吒相如等相续归附，其他城池更是望风而降，只剩下一个城池坚决不投降，这就是百济将领迟受信守卫的任存城。
刘仁轨不仅有卓越的军事才华，而且慧眼识英雄。当黑齿常之、沙吒相如两员百济将领来降时，刘仁轨便一眼看出两人身上杰出的品质，他做出一个大胆的决定：将攻打任存城的任务交给黑齿常之与沙吒相如二人，不仅保留他们的武装，还提供给大量粮食。
熊津道行军总管孙仁师不以为然地说：“这两个人反反复复，人面兽心，怎么可以信任他们呢？”刘仁轨摇了摇头说：“非也，据我观察，这二人都是忠勇有谋之辈，为人慷慨有义气，只是以前所投靠的人不能好好重用。现在我以诚心相待，他们必将心怀感激，力图报效，你不必有疑心。”
果然不出刘仁轨所料，黑齿常之与沙吒相如得到粮食与兵源的补充后，果然毫无二心，率军猛攻任存城，任存城的守将迟受信抵挡不住，弃城投奔高丽。至此，百济全部落入唐军之手。
自百济复国运动兴起，唐在百济的势力被压迫在熊津一地，在如此困难的局面下，刘仁轨临危受命，解熊津之围，使孤城在四面受敌中顽强矗立。其实唐政府对百济的支援力度非常有限，随后仅补充七千人的海军，最终却以一城之地，而征服百济，刘仁轨实有一手擎天之功勋。
百济复国运动的失败，其深层原因乃是内讧。第一次内讧，道琛被杀；第二次内讧，福信遭屠。由于内部混乱不堪，才给了唐军可乘之机。
战争结束后，卸下戎装的刘仁轨，又是一位干练的行政长官，在百济做了不少好事，“瘗骸骨，籍户口，理村聚，署官长，通道涂，立桥梁，补堤堰，复陂塘，课耕桑，赈贫乏，养孤老”等等，他实现了在出征前的豪言壮语——扫平东夷，颁大唐正朔于海外。
百济的灭亡，对其北部的高丽王国来说不啻为地震，高丽已经隐隐看到自己的命运了。
