公元663年3月,倭國天皇命毛野君稚子、間人連大蓋等倭將率軍2萬7千人,渡海登上了朝鮮半島,也采取了圍魏救趙的戰術,直接攻擊新羅軍,占領了新羅的沙鼻歧、奴江兩城，切斷了唐軍與新羅軍的聯係,試圖減輕百濟殘軍的正麵壓力。
5月,唐右威衛將軍孫仁師率7000援軍登陸仁存,並很快攻陷了熊津,與劉仁軌、劉仁願部合兵一處,軍勢大振。另一路是新羅文武王(原太子金法敏)率新羅軍,再次攻入百濟。
會師後,唐軍主要將領和新羅文武王召開了聯合軍事會議,會議決定了作戰計劃:迅速攻克百濟殘餘軍隊的最後大本營——周留城,由孫仁師、劉仁願和文武王指揮陸軍從陸路圍攻周留;由劉仁軌、杜爽率水軍從水路經熊津江進入白江,封鎖白江的出海口,徹底切斷周留與海上的聯係。當然,文武王出席會議隻是形式,並無決策權,一切都是唐軍將領說了算——在此時,倭國又向百濟派出了10000餘援軍,倭軍在百濟的總兵力達到42000餘人。
周留城座落在白江上遊不遠的左岸,三麵環山,一麵臨水,地勢險要,易守難攻。8月17日,孫仁師、劉仁願所率的唐軍陸上部隊和文武王所率的新羅軍組成聯軍陸路部隊開始對周留進行總攻,周留城外的敵軍據點逐一被攻克,百濟和倭國的守軍相繼投降。聯軍陸路部隊完成從陸上三麵包圍了周留城的態勢,但從周留至白江口一線尚在百濟和倭軍的控製下,白江口係朝鮮半島上的熊津江（今韓國之錦江）入海處形成的一條支流,白村江的入海口，百濟可通過白江口得到倭國的海上支援,從而恃險固守。所以,白江成了百濟生死存亡的最後生命線,雙方都誓在必取。
封鎖白江口的任務落在了劉仁軌率領的大唐水軍身上。這支水軍擁有戰船107艘,大部分都是樓船、鬥艦一類大型船隻,兵力約7000人。當劉仁軌的水軍迅速完成了白江口的布防後,8月27日,倭國的第三批援軍也到達了,倭軍擁有400艘戰船,但都是些小型船隻,兵力約為12000人。從兩軍實力對比來看,倭軍的船隻、兵力雖多於唐軍,但唐軍船堅器利、裝備優良,戰鬥力強於倭軍。
倭軍率先向唐軍發起了進攻。曆史上中國軍隊和日本軍隊的首次大規模戰鬥在白江口展開。兩軍接戰後,久經戰陣、訓練有素的大唐水軍在劉仁軌沉著、冷靜的指揮下,整支艦隊進退有序、機動靈活。唐軍以兩艘戰船為一組,遠則以火箭攻擊,近則以船頭衝角撞擊,充分顯示了一支正規常備軍和指揮官的高超軍事素質。而倭軍是由各地豪族私人武裝倉促下糾合起來的烏合之眾,也沒有能把握瞬息萬變的戰場優秀指揮官,隻憑著一股蠻勇、各自為戰的落後戰法,一窩蜂似的竄入唐水軍的堅陣中——