龍朔三年（公元663年）九月，唐朝增援劉仁軌的大軍趕到，遠征軍士氣大振。
此時遠征軍有兩個選擇，一是攻打百濟的加林城，二是攻打百濟叛軍的臨時都城周留城，眾將紛紛主張攻打加林城，因為那裡是水陸交通要道，兵家必爭。
劉仁軌搖了搖頭，加林城確實重要，但地勢險要，城防堅固，攻打不易，硬攻會給大軍造成很大損傷，而周留城是百濟叛軍的臨時都城，國王扶余豐就在裡面，拿下周留城，加林城不在話下。
在劉仁軌的主張下，劉仁願率一部人馬由陸路挺進，劉仁軌率另一部人馬由海上挺進，雙方在白江會師，然後一同進軍周留城。
劉仁軌不會想到，就是這次進軍，讓他永載史冊，他率軍打贏了中日交戰史上的第一仗。
白江口，劉仁軌率領的唐軍與倭國軍隊遭遇，雙方展開交戰。
一天之內，雙方連續交戰四次，唐軍水陸聯合，四戰四捷，焚毀倭國戰船四百餘艘，火光衝天，藍色的海水被染紅，倭國援軍潰不成軍。白江口之戰，唐軍獲得全勝。
憑藉此勝，劉仁軌被稱為「中國抗倭第一名將」。
白江口之戰對於中日兩國的影響都是深遠的，有唐一代，日本遣唐使絡繹不絕，為什麼？
理由就是白江口之戰。
正是白江口之戰打出了大唐威風，也打出了倭國的求學之心。白江口海戰之後，倭國開始向唐朝學習，並對後世的日本產生了深遠影響，影響一直延續到今天，比如日本文字，比如日本的建築布局等。
劉仁軌在白江口把倭國援軍打得落花流水時，感到情況不妙的扶余豐已經逃到了高句麗，他的兒子扶余忠勝走投無路，只得向劉仁軌投降，百濟境內基本平定，只剩下一個任存城在堅守。
這時，唐朝歷史上另外一位名將出現了，此人就是百濟人黑齒常之。有唐一代，黑齒常之與哥舒翰一樣都是有名的外籍名將，黑齒常之投入唐朝懷抱，正是從跟隨劉仁軌開始。
原本黑齒常之與唐軍誓不兩立，他跟蘇定方的部隊還有過交戰，而且不落下風。如今百濟全國基本平定，黑齒常之看出百濟氣數已盡，便向劉仁軌投降。
收降黑齒常之之前，劉仁軌給黑齒常之出了一道難題：率領所部人馬攻打任存城。
劉仁軌隨後補充了一句：所需糧草由唐軍提供。
劉仁軌此舉是有風險的，倘若黑齒常之拿著糧草跑了呢？那不成了以糧資敵了嗎？
有屬下勸告劉仁軌，夷狄人面獸心，不能信任。
劉仁軌搖了搖頭，說道：「我看他們忠勇智謀，可以信任。」
果然不出劉仁軌所料，黑齒常之很快便替唐軍打下了堅守的任存城，並從此成為對唐朝忠心耿耿的一代名將。
百濟的叛亂完全平定，征伐的矛頭該指向高句麗了，這一次不打則已，一打就要讓高句麗滅國。