众将闻言，也觉得刘仁轨说得有理，皆相从。
时扶余丰与福信等也认为唐军孤城无援，即将撤退，还遣使探问：“大使等何时西还，当遣相送。”从此未加防备。
刘仁轨、刘仁愿知百济防卫松弛，遂七月趁其松懈，率部突袭，相继攻克支罗城及尹城、大山、沙井等栅，歼敌及俘获甚众，分兵守之。
福信等退守真岘城，凭借该城临江高险，又当冲要，严兵守卫。随后不久，刘仁轨伺其稍懈，率新罗兵夜至城下，驱众从四面攀草登城，天亮时占据真砚城，终于打通了从新罗运粮的道路。
刘仁愿遣使归国报捷，同时请求派兵增援。此时，唐高宗已得知倭国出兵增援百济，遂命熊津道行军总管、右威卫将军孙仁师发淄、青、莱、海四州兵7000人开赴熊津。
福信等丢失真岘城后，处境ri窘，又与扶余丰之间的猜忌与ri俱增。福信遂装病不出，企图趁扶余丰前来问疾之时，伏兵杀之。不料此谋泄露，扶余奉便帅亲信袭杀福信，遣使分赴高丽、倭国，乞师援助。
龙朔三年，倭国天智天皇以援助百济为名，令倭将毛野稚子等倾举国jing锐27000余人向新罗发起进攻，夺取了沙鼻歧，奴江二城，切断了唐军与新罗的联系。
九月，孙仁师率部抵达熊津，与刘仁轨、刘仁愿会师，唐军兵势大振。唐军立即召开军事会议，商讨下一步的作战计划。
会上有人认为“加林城水陆之冲，请先击之。”
但刘仁轨觉得此举不妥，并提出了自己的方案，他说：“加林险固，急攻则伤损战士，固守则用ri持久，不如先攻周留城。周留，贼之巢穴，群凶所聚，除恶务本，须拔其源。若克周留，则诸城自下。”
此举得到唐军诸将的一至认可，于是于是唐军分为二路：刘仁愿、孙仁师和新罗王金法敏率陆军前进；刘仁轨则与部将杜爽、百济降将扶余隆率水军与粮船从熊津江入白江而下，和陆军会合，同趋周留城。
初八，孙仁师等在白江打败百济残余部队及倭兵，攻克周留城。由于周留告急，倭将庐原君臣率水军万余渡海而来，准备自白江口登陆。
刘仁轨率水军率先到达白江口，二十七ri，倭国水军也从海上抵达白江口，两军遭遇。当时唐朝水军为7000余人，战船170艘。
倭国水军万余，战船1000多艘。倭军虽在数量在多于唐军，但大唐因国力强盛，经济发达，所造海船以形体高大、xing能良好著称于世。所以唐朝水军的战船在数量上虽处于劣势，但在质量上却远胜倭国战船。
并于这次海战，史书记载非常简略，而后世的ri本史书则记载较为详细。由于大唐水军先到达白江口，加上战船jing良，刘仁轨遂采取疲敌之策，先抢占有利位置，列战船于白江严阵以待。倭军到后，率先发起进攻，结果不利而退。而唐军仍坚阵而守。
二十八ri，ri本诸将与百济王在首战败于唐水军后，仍盲目地高估自己的实力，错误地认为“我等争先，彼应自退”，于是未加整顿部署，不观天气变化，便“率ri本乱伍中军之卒，进打大唐坚阵之军”。
刘仁轨见倭军来攻，充分利用唐军战船的优势，指挥水军将倭军的船只左右夹住，使其不得回旋，随后再施以火攻，一时“烟焰涨天，海水皆赤。”
经过激战，唐军四战四捷，取得了辉煌的胜利：焚毁倭军战船400多艘；击毙倭将朴市田来津；扶余丰趁乱逃奔高丽，其所佩宝剑被唐军缴获；王子扶余忠胜、扶余忠志和倭军残部投降；百济诸城全部归顺，百济再次得以平定，只有迟受信据守任存城不降。
白江口海战是中国古代战争史上一次大规模的海战，因中国史书记载有限，所以鲜为人知。作战中，刘仁轨指挥有方，在兵力不如对方的情况下，先采取守势，而后因势利导，以己之长攻敌之短，并辐以并火，最后取得了中ri战争史上第一次大规模作战的胜利。
陆上倭军闻此讯，大惊不已，“相谓之曰：‘州柔（即周留）降矣，事无奈何。百济之名绝于今ri，丘墓之所，岂可复往？’”
白江口海战的胜利，使唐军很快占领了百济全境，形成对高句丽的夹击态势。同时也粉碎了ri本侵入朝鲜半岛的野心。ri本天智天皇深恐唐军进攻本土，自公元664年开始，在国内耗费巨资，修筑了4道防线，以备唐军。
此前，百济首领沙吒相如、黑齿常之在平壤道行军总管苏定方回军后，招集亡散，各据险响应福信，白江口海战后，各率所部归降。
刘仁轨好言安慰他们，然后让其各自率军攻打任存城，并准备派唐军相助。孙仁师认为：“相如等兽心难信，若授以甲仗，是资寇兵也。”
刘仁轨却不以为然，说：“吾观相如、常之皆忠勇有谋，感恩之士，从我则成，背我必灭，因机立效，在于兹ri，不须疑也。”
于是发给黑齿常之等粮食和武器，分兵相随，遂克任存城，迟受信抛弃家属，投奔高句丽。至此，百济皆平。
此时，唐高宗召刘仁愿、孙仁师回朝，令