聖旨下達，全軍將士歡聲一片，常年駐守蠻荒海外，戰事不休、水土不服、補給短缺，人人早已歸心似箭，只想早日回到中原故土，沒有人願意留在危機四伏的百濟。眾將紛紛進言，懇請遵從聖命，即刻拔營返航。
就在所有人都一心西歸之時，劉仁軌當眾提出反對意見，一席話讓全軍將士安靜下來。他援引《春秋》大義，直言大夫出使境外，但凡能安定社稷、為國謀利之事，便可自主決斷，不必拘泥臨時詔令。當下放棄百濟，後患無窮：百濟殘餘勢力、高句麗、倭國三方互通聲氣，一旦唐軍撤離，三方迅速結成同盟，整合朝鮮半島全部勢力，日後再想平定，要付出十倍百倍代價，中原邊境將永無寧日。
眼下唐軍雖兵力單薄，但只要安撫百濟百姓、整頓城防、屯田積糧，聯合新羅兵馬，穩步蠶食叛軍城池，完全可以守住這片土地；若是此刻放棄，多年東征戰果盡數付諸東流，耗費無數錢糧、將士鮮血換來的平定局面瞬間崩塌。
一番分析條理分明，利弊清晰，可將士依舊滿心牴觸，海外苦戰多年，無人願意繼續留守。劉仁軌沒有強硬逼迫，轉而安撫全軍，許下承諾，只要穩定局勢、打通補給線，定會向朝廷請求輪換將士，同時著手改善駐軍生活。他一邊耐心勸說眾將，一邊立刻推行安民舉措，穩定百濟本地民心。
戰亂留下遍野骸骨，他率先下令士兵收斂無主屍骨，統一安葬祭祀，安撫亡魂；登記殘存百姓戶籍，重建村落劃分，設立基層官吏管理；修復道路橋樑、堤壩水塘，疏通灌溉水系；大力勸課農桑，分發種子農具，賑濟貧苦孤寡，贍養無依老人孤兒；在百濟舊地設立大唐社稷，頒佈大唐曆法，讓當地百姓知曉大唐法度與文明。
以往唐軍駐守，多有士兵劫掠百姓財物，激起民眾牴觸，劉仁軌嚴令全軍，但凡騷擾平民、搶奪物資者，一律軍法處置。短短數月，百濟境內風氣大變，原本敵視唐軍的百姓漸漸放下戒備，主動送來糧食物資支援守軍，不少百濟青壯年自願加入唐軍，一同討伐叛黨，民心徹底倒向大唐。
與此同時，劉仁軌整頓水師，修繕戰船，訓練水軍，記錄百濟近海每一處水道、淺灘、風口，繪製完整海圖，日夜操練水戰攻防戰術，預判倭國水師必然大舉來援，提前做好全方位備戰準備。
叛軍首領扶餘豐自知僅憑自身兵力無法驅逐唐軍，派遣使者遠赴倭國，請求大舉出兵相助。倭國君主野心勃勃，意圖藉此次機會掌控朝鮮半島，派遣四萬兩千大軍，打造上千艘戰船，橫渡東海，馳援百濟叛軍，兩軍會師於白江口，準備合力圍剿唐軍。
訊息傳入熊津軍營，眾將大驚。唐軍水陸合計僅有一萬三千餘人，戰船一百七十艘，倭軍兵力、戰船數量均是唐軍數倍，敵我差距懸殊，不少將領心生怯意，建議退守城池，等待中原援軍。
六十三歲的劉仁軌站在江邊，望著江面潮水，鎮定安撫眾將，精準點破倭軍水師致命短板：倭國戰船體量狹小，工藝簡陋，士兵水戰戰術粗糙，大軍擁擠在狹窄水道，船隻密集難以排程，一旦遭遇火攻，必然大亂；唐軍戰船高大堅固，配備投石機、重型床弩、撞角、火箭，裝備全面，士兵常年海上操練，水戰經驗充足，佔據絕對裝備優勢。敵軍看似人多船多，實則是天然的破綻，此戰非但不可退守，更要主動出擊，在白江口攔截倭軍主力，一舉擊潰，永絕東海後患。
下定主動決戰的決心，劉仁軌制定水陸協同作戰計劃：孫仁師、劉仁願聯合新羅國王，率領陸路大軍進攻叛軍重鎮周留城；自己親自統領全部水軍、運糧戰船，沿熊津江直抵白江口，水陸兩軍配合，阻斷倭軍水上退路，合圍敵軍主力。
西元663年八月二十七日，唐軍水師抵達白江口，江面之上，倭國上千艘戰船密密麻麻列陣，遮斷江面，倭軍將領自持兵力碾壓，率先主動發起衝鋒，數百艘小船蜂擁衝向唐軍艦陣，企圖快速近身登船，依靠人數優勢肉搏取勝。
劉仁軌早有預案，令旗揮動，一百七十艘唐軍鉅艦有序鋪開，結成穩固橫向大陣，前排樓船矗立江面，如同水上堡壘。倭軍小船衝到射程之內，唐軍床弩、投石機同時發力，巨大石塊、淬毒弩箭傾瀉而下，衝在最前方的倭船瞬間木屑飛濺，船體破損進水，大量倭兵落水溺亡，第一輪衝鋒潰敗，倭軍只能暫時後撤休整。
首戰失利，倭軍將領並未反思戰術短板，反倒狂妄認為唐軍兵力太少，只是依靠戰船堅固防守，只要全軍一同衝鋒，便可衝破唐軍艦陣。八月二十八日清晨，倭軍集結全部戰船，不分次序，一窩蜂再次向唐軍陣地衝殺而來，狹窄江口水道瞬間擠滿倭國船隻，船與船相互擠壓，進退無路，陣型徹底混亂。
等待多時的劉仁軌抓住絕佳戰機，立刻變更陣型，下令左右兩翼戰船迅速向外展開，迂迴包抄，如同兩隻鐵鉗，將密密麻麻的倭船全部圍困在江水中央狹小區域。唐軍鉅艦環繞合圍，撞角不斷撞擊倭國小船，大量戰船當場傾覆；甲板之上，士兵持刀盾斬殺登船敵軍，火箭、燃燒油脂持續投射。
江面瞬間燃起漫天大火，倭船多為木質結構，擠在一處無法躲避，火勢順著船隻快速蔓延，濃煙遮蔽天空，江水被鮮血染紅，哀嚎聲、爆炸聲、船體碎裂聲響徹江口。被困江中的倭軍無處逃生，跳江者被江水吞沒，留在船上者葬身火海，四百餘艘倭國戰船焚燬殆盡，上萬倭兵戰死、溺亡，屍首漂浮江面，慘不忍睹。
倭軍主將拼死突圍，僥倖逃脫，百濟偽王扶餘豐丟棄佩劍倉皇逃竄，剩餘百濟叛軍王子、官員，連同殘餘倭兵、耽羅國使者，盡數放下兵器投降。沿江兩岸原本依附叛軍的百濟城池，聽聞白江口全軍覆沒，紛紛開啟城門歸順大唐，困擾熊津許久的叛亂，一場水戰徹底平定。
這場白江口之戰，是中日兩國作為獨立政權的第一次正面交戰，劉仁軌以一萬三千唐軍擊潰四倍於己的倭百濟聯軍，一戰打出大唐天朝上國的威勢。經此慘敗，倭國徹底放棄染指朝鮮半島的野心，此後近千年，再也不敢向海外大規模出兵，全力學習大唐文化制度，俯首稱臣，東亞千年政治格局就此定型。
戰後，劉仁軌沒有立刻班師，依舊留守百濟舊地，完成戰後安撫與長久治理。戰亂毀壞的城郭、農田、水利逐一修復，劃分郡縣、穩定賦稅，推行大唐教化，開辦學堂教授百濟百姓漢字典籍，調和大唐、新羅、百濟遺民三方關係，杜絕衝突爭端。他還上書朝廷，詳細陳述海外駐軍現存弊病：渡海士兵原定服役一年，卻滯留海外兩年以上，糧草衣物供給不足，軍功賞賜遲遲不予兌現，地方官吏刻意規避徵兵，窮苦百姓被迫遠赴海外，諸多苛政消磨軍心民心，逐條提出改良方案，請求朝廷調整海外戍邊制度，安撫將士與百姓。
高宗採納他全部建議，調整遼東、百濟駐軍政策，補發將士功勳賞賜，輪換戍邊士卒，大幅緩解海外駐軍矛盾。總章元年，劉仁軌配合司空李積出兵，南北夾擊，徹底攻滅高句麗，困擾隋唐兩朝數十年的遼東邊患徹底根除，大唐疆域向東延伸至朝鮮半島全境。
平定高句麗後，劉仁軌因常年渡海征戰，積勞成疾，上書請求辭官休養，高宗加封金紫光祿大夫，准許他暫時回鄉養病。可大唐邊境始終離不開這位文武雙全的老臣，咸亨元年，吐蕃頻繁入侵西北邊境，朝廷再次徵召劉仁軌，出任隴州刺史，主持洮河道邊防，鎮守河西，抵禦吐蕃進犯。
鎮守西北期間，劉仁軌所有邊防奏請、糧草調配、軍備修繕的文書，屢屢被中書令李敬玄刻意扣押駁回，兩人矛盾日益加深。劉仁軌深知李敬玄出身文官，從未涉足邊疆戰事，完全不懂行軍作戰、邊防排程，卻處處阻撓自己軍政部署。心中生出報復之心，向高宗上書，直言河西邊防重任，朝中唯有李敬玄能夠勝任，極力舉薦他前往西北主持軍務。
高宗信以為真，下令李敬玄接替劉仁軌鎮守洮河。李敬玄抵達西北後，面對吐蕃大軍束手無策，排程失當，唐軍遭遇大敗，損兵折將，印證了劉仁軌當初的判斷。這件事也成為劉仁軌一生之中，為數不多飽受爭議的行事，後人評價他公私分明，卻也記仇，對待刻意阻礙自己政務的對手，會用朝堂規則予以反擊，絕非一味隱忍的老好人。
但劉仁軌絕非心胸狹隘、公報私仇之人，過往陷害他的官員，他反而展現出難得的寬厚。當年李義府構陷劉仁軌時，御史袁異式百般羅織罪名，極盡刁難；等到劉仁軌平定百濟、身居高位，手握舉薦官員大權，旁人都以為他會報復袁異式，他卻客觀認可袁異式的政務能力，主動向高宗舉薦，提拔對方任職，不因早年私怨埋沒人才，公私界限分得清清楚楚。
上元二年，六十九歲的劉仁軌升任尚書左僕射、同中書門下三品，正式官拜宰相，兼任太子賓客，主持修訂大唐國史，監管百官考核，步入大唐權力最核心圈層。先後輔佐太子李弘、李賢、李顯，教導儲君理政之道，皇室對其敬重有加，朝野尊稱他為“解事僕射”，稱讚他處事通透、決斷公允。
永淳元年，高宗巡幸東都洛陽，留下太子李顯鎮守長安，委任劉仁軌為輔政重臣；次年太子前往洛陽，又命劉仁軌輔佐皇太孫李重照留守京師，將關中根本之地全盤託付給他，足見皇室對他極致信任。
弘道元年，唐高宗病逝，武則天以皇太后身份臨朝聽政，逐步掌控朝廷大權，大肆提拔武氏宗族，打壓李唐宗室舊臣。彼時朝中百官要麼趨附武后，明哲保身，要麼沉默不語，不敢進言規勸，唯有年過八十的劉仁軌，不懼威勢，主動上書請求辭官，同時引用漢代呂后專權、呂家作亂最終覆滅的典故，委婉勸諫武則天，切勿效仿呂后，動搖李唐江山根基。
這份奏疏直擊武則天內心野心，滿朝文武無一人敢說出這般話語。武則天看完奏疏，沒有動怒降罪，反倒派遣武承嗣攜帶親筆璽書前往長安安撫，言辭謙卑，盛讚劉仁軌忠貞不屈，風骨古今罕見，將他比作漢代蕭何，把關中重地全權交付，再三挽留，不准他辭官歸鄉。
。面臉破撕不互，面持維終始卻，場立有各中心此彼雖。攏拉力竭，重敬遇禮能只，盪野朝起激會只置然貿，基政軍厚深握手，軍邊西河、師水佈遍部舊生門，高極威中軍北南在，紮年多防邊北西，外海震威戰一口江白，備兼武文軌仁劉，楚清中心天則武
。間空存生的存僅室宗唐李住護，力勢方各堂朝衡平，務政守留安長理打，位崗守堅舊依，位高相宰居，品三臺鸞閣同任兼舊依軌仁劉，相左昌文為改僕左書尚，制改更廷朝，年元拱垂
。榮哀後的級等高最子臣唐大是這，陵乾宗高葬陪許特，封實戶百三賜賞，督都大州幷、司三同儀府開贈追，唁弔府劉往前批分百武文京在令詔；悼哀國舉示以，事議堂朝有所止停，日三朝廢廷朝，令下即當天則武，到傳息訊。生一長漫的朝四后武、宗高、宗太、祖高橫完走，寢正終壽軌仁劉的歲四十八，月三年元拱垂
