这时，倭国亦欲乘朝鲜半岛三国内乱之时，保住在高丽半岛上的势力，缓和国内的政治危机，遂派阿昙比罗夫率日军护送扶余丰回到百济。

苏定方归国以后，道琛与扶余福信引众围攻百济府城，刘仁愿遣使告急。唐高宗诏令刘仁轨为检校带方州刺史，领王文度部众，从近道征发新罗兵以救援刘仁愿。

刘仁轨听到这个消息，非常高兴，并说：“天将富贵此翁耳！”

于是选吉日而行，临行前，刘仁轨发誓：“拟削平辽海，颁示国家正朔，使夷俗遵奉焉。”

此次，是刚满六十岁的刘仁轨第一次带兵出征，鉴于没有作战经验，所以刘仁轨治军非常严明。率唐军转战而前，所向无敌。道琛率百济军在熊津江口立两道栅栏，抗拒唐军。刘仁轨率部与新罗兵四面夹击，大败百济军，士卒争入栅内，由于便桥狭窄，落水及被唐军所歼达万余人。道琛连失两栅，遂解除对刘仁愿的包围，退守任存城。道琛自称领军将军，福信自称霜岑将军，招兵买马，其势愈壮，对唐军构成威胁。刘仁轨见所率唐军兵少，便与刘仁愿合兵一处，养兵蓄锐。

这时，高宗又诏新罗出兵，援助刘仁轨。新罗王遂遣将军金钦率兵向百济府进发。行经古泗，遭受福信部阻击，金钦只得由葛岭道退回，由此不敢复出。不久，福信杀死道琛，兼并其众，专制政柄。

龙朔二年二月，唐平壤道行军总管苏定方久攻平壤不克，又值大雪，遂解围归国。唐高宗也认为不宜再战，便下诏书指示刘仁轨：“平壤军回，一城不可独固，宜拔就新罗，共其屯守。若金法敏藉卿等留镇，宜且停彼；若其不须，即宜泛海还也。”

唐军将士也皆欲西归，刘仁轨则客观、细致分析了敌我双方的形势，决定坚守百济，伺机出击。他说：“《春秋》之义，大夫出疆，有可以安社稷、便国家、专之可也。况在沧海之外，密迩豺狼者哉！且人臣进思尽忠，有死无贰，公家之利，知无不为。主上欲吞灭高丽，先诛百济，留兵镇守，制其心腹。虽妖孽充斥，而备预甚严，宜砺戈秣马，击其不意。彼既无备，何攻不克？战而有胜，士卒自安。然后分兵据险，开张形势，飞表闻上，更请兵船。朝廷知其有成，必当出师命将，声援才接，凶逆自歼。非直不弃成功，实亦永清海外。今平壤之军既回，熊津又拔，则百济余烬，不日更兴，高丽逋薮，何时可灭？且今以一城之地，居贼中心，如其失脚，即为亡虏。拔入新罗，又是坐客，脱不如意，悔不可追。况福信凶暴，残虐过甚，余丰猜惑，外合内离，鸱张共处，势必相害。唯宜坚守观变，乘便取之，不可动也。”

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，处境日窘，又与扶余丰之间的猜忌与日俱增。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精锐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。