顯慶五年（庚申，公元六六零年）十二月，高宗命契苾何力、蘇定方、劉伯英、程名振兵分四路出擊高麗。
壬午，以左驍衛大將軍契苾何力為浿江道行軍大總管，左武衛大將軍蘇定方為遼東道行軍大總管，左驍衛將軍劉伯英為平壤道行軍大總管，蒲州刺史程名振為鏤方道總管，將兵分道擊高麗。（資治通鑑卷二百）
青州刺史劉仁軌亦「以白衣從軍自效」。
青州刺史劉仁軌坐督海運覆船，以白衣從軍自效。（資治通鑑卷二百）
龍朔元年（辛酉，公元六六一年）春，正月，乙卯，高宗徵募河南北、淮南六十七州兵，得四萬四千餘人，以支援征伐高麗的軍事行動。
春，正月，乙卯，募河南北、淮南六十七州兵，得四萬四千餘人，詣平壤、鏤方行營。（資治通鑑卷二百）
除了本國人，高宗又利用回紇等諸部之士兵。
戊午，以鴻臚卿蕭嗣業為夫餘道行軍總管，帥回紇等諸部兵詣平壤。（資治通鑑卷二百）
高宗更為是次出征設計了《一戎大定樂》。其對這次軍事行動，可謂信心十足。
三月，丙申朔，上與群臣及外夷宴於洛城門，觀屯營新教之舞，謂之《一戎大定樂》。時上欲親征高麗，以象用武之勢也。（資治通鑑卷二百）
然而，百濟方面發生了一些事情，令征伐高麗之軍事行動受阻。且說蘇定方平百濟後，留郎將劉仁願鎮守百濟府城，王文度為熊津都督，安撫其餘眾。文度不久去世，百濟之僧道琛、福信竟乘機聚眾據守周留城，並迎立故王子扶餘豐於倭國（即日本），且引兵包圍劉仁願。
初，蘇定方即平百濟，留郎將劉仁願鎮守百濟府城，又以左衛中郎將王文度為熊津都督，撫其餘眾。文度濟海而卒，百濟僧道琛、故將福信聚眾據周留城，迎故王子豐於倭國而立之，引兵圍仁願於府城。（資治通鑑卷二百）
高宗詔用劉仁軌率領王文度之眾，攜同新羅兵以援救劉仁願。
詔起劉仁軌檢校帶方州刺史，將王文度之眾，便道發新羅兵以救仁願。仁軌喜曰：「天將富貴此翁矣！」於州司請《唐歷》及廟諱以行，曰：「吾欲掃平東夷，頒大唐正朔於海表！」（資治通鑑卷二百）
在仁軌之統領下，唐、新羅聯軍大破百濟兵士，百濟被殺、溺死者萬餘人。
仁軌御軍嚴整，轉斗而前，所向皆下。百濟立兩柵於熊津江口，仁軌與新羅兵合擊，破之，殺溺死者萬餘人。（資治通鑑卷二百）
道琛等人面對軍事上的失利，只好暫時釋去府城之圍，退守任存城。可是，新羅不久糧盡，道琛等人招集徒眾，勢力益張。
道琛等乃釋府城之圍，退保任存城；新羅糧盡，引還。任存城自稱領軍將軍，福信自稱霜岑將軍，招集徒眾，其勢益張。（資治通鑑卷二百）
劉仁軌之兵士人數不足，其只好和劉仁願聯兵。又高宗詔新羅出兵，其將金欽領兵救仁軌等，卻為福信敗於古泗。
仁軌眾少，與仁願合軍，休息士卒。上表詔新羅出兵，新羅王春秋奉詔，遣其將金欽將兵救仁軌等，至古泗，福信邀擊，敗之。欽自葛嶺道遁還新羅，不敢復出。（資治通鑑卷二百）
幸而，當唐軍處於不利的位置時，百濟內部出現矛盾。道琛被福信所殺。
福信尋殺道琛，專總國兵。（資治通鑑卷二百）
由於百濟出現問題，當時武后反對繼續對高麗用兵。
庚辰，以任雅相為浿江道行軍總管，契苾何力為遼東道行軍總管，蘇定方為平壤道行軍總管，與蕭嗣業及諸胡兵凡三十五軍，水陸分道並進。上欲自將大軍繼之；癸巳，皇后抗表諫親征高麗；詔從之。（資治通鑑卷二百）
儘管在龍朔元年七月，蘇定方破高麗於浿江，進圍平壤，取得軍事上的勝利。
秋，七月，甲戌，蘇定方破高麗於浿江，屢戰皆捷，遂圍平壤城。（資治通鑑卷二百）
契苾何力又大敗泉蓋蘇文之子男生於鴨綠江。
高麗蓋蘇文遣其子男生以精兵數萬守鴨綠水，諸軍不得渡。契苾何力至，值冰大合，何力引眾乘冰渡水，鼓噪而進，高麗大潰，追奔數十里，斬首三萬級，餘眾悉降，男生僅以身免。會有詔班師，乃還。（資治通鑑卷二百）
對高麗的戰事既罷，唐室即可把全副兵力用於處理百濟的叛亂上。龍朔二年（壬戌，公元六六二年）七月，劉仁願、劉仁軌終於大破百濟於熊津之東，拔真峴城。
丁巳，熊津都督劉仁願、帶方州刺史劉仁軌大破百濟於熊津之東，拔真峴城。（資治通鑑卷二百）
雖然高宗初時也有意令仁願、仁軌退兵，但仁軌堅持固守。
初，仁願、仁軌等屯熊津城，上與之敕書，以「平壤軍回，一城不可獨固，宜拔就新羅。若金法敏借卿留鎮，宜且停彼；若其不須，卽宜泛海還也。」將士咸欲西歸。仁軌曰：「人臣徇公家之利，有死無貳，豈得先念其私！主上欲滅高麗，故先誅百濟，留兵守之，制其心腹；雖餘寇充斥而守備甚嚴，宜礪兵秣馬，擊其不意，理無不克。旣捷之後，士卒心安，然後分兵據險，開張形勢，飛表以聞，更求益兵。朝廷知其有成，必命將出師，聲援纔接，凶醜自殲。非直不棄成功，實亦永清海表。今平壤之軍旣還，熊津又拔，則百濟餘燼，不日更興，高麗逋寇，何時可滅！且今以一城之地居敵中央，苟或動足，卽為擒虜，縱入新羅，亦為羈客，脫不如意，悔不可追。況福信凶悖殘虐，君臣猜離，行相屠戮；正宜堅守觀變，乘便取之，不可動也。」衆從之。（資治通鑑卷二百）
後來，仁願、仁軌乘百濟王豐與福信等防備不足，施以突擊，拔其支羅城及尹城、大山、沙井等柵，殺獲甚衆，勢不可擋。
時百濟王豐與福信等以仁願等孤城無援，遣使謂之曰：「大使等何時西還，當遣相送。」仁願、仁軌知其無備，忽出擊之，拔其支羅城及尹城、大山、沙井等柵，殺獲甚衆，分兵守之。（資治通鑑卷二百）
福信等人以真峴城險要，加以固守。仁軌方面，其乘機復通新羅運糧之路；至於仁願，則向朝廷奏請增兵，高宗於是詔發淄、青、萊、海之兵七千人以赴熊津。
福信等以真峴城險要，加兵守之。仁軌伺其稍懈，引新羅兵夜傅城下，攀草而上，比明，入據其城，遂通新羅運糧之路。仁願乃奏請益兵，詔發淄、青、萊、海之兵七千人以赴熊津。（資治通鑑卷二百）
百濟方面，福信、百濟王豐相互猜忌。福信欲設計以殺豐，卻反為豐所知悉，先發制人，率親信襲殺福信。福信死後，百濟力量空虛，真峴城因而失陷。此時，豐只好向高麗、倭國乞師以拒唐兵。
福信專權，與百濟王豐浸相猜忌。福信稱疾，臥於窟室，欲俟豐問疾而殺之。豐知之，帥親信襲殺福信，遣使詣高麗、倭國乞師以拒唐兵。（資治通鑑卷二百）
最後，補充一點，高麗方面，浿江道大總管任雅相於龍朔二年（壬戌，公元六六二年）二月逝世。
甲戌，浿江道大總管任雅相薨於軍。雅相為將，未嘗奏親戚故吏從軍，皆移所司補授，謂人曰：「官無大小，皆國家公器，豈可苟便其私！」由是軍中賞罰皆平，人服其公。（資治通鑑卷二百）
而蘇定方亦以平壤久攻不下，加上大雪連天，決定解圍而還。
戊寅，左驍衛將軍白州刺史沃沮道總管龐孝泰，與高麗戰於蛇水之上，軍敗，與其子十三人皆戰死。蘇定方圍平壤久不下，會大雪，解圍而還。（資治通鑑卷二百）
