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　　唐高宗李治乾封元年五月，高麗(高句麗)權臣淵蓋蘇文過世，長子淵男生暫代莫離支(攝政)之職，其弟淵男建和淵男產受人蠱惑又為了爭權，誣陷大哥叛逃到唐朝，高麗王高寶藏因而發佈通緝，逼得淵男生走投無路只好真的投靠了唐朝。這再度開啟唐朝平定高麗行動的契機。乾封三年，唐高宗命副司空、英國公李勣(李世勣，即徐茂公)為遼東道行軍大總管兼浿江道總管、司列少常伯郝處俊為副總管，偕同契苾何力、龐同善等將軍以及投靠唐朝並被任命為平壤道行軍大總管的淵男生，於年底十二月十八日領兵再度攻打高麗。同時劉仁軌兼任熊津道安撫大使，以駐守朝鮮半島南部百濟的唐軍及新羅軍配合南北夾擊高麗。
　　高麗則聯合北方的靺鞨族以將近二十萬大軍迎擊唐軍，但屢遭唐將契苾何力大敗，連下數城。於是在唐朝平定百濟五年後的總章元年，唐軍在李勣率領下終於滅了高麗，唐朝遂在平壤設置安東都護府，命大將薛仁貴率二萬兵馬鎮守當地。高麗王高寶藏由於一直以來都只能算是個傀儡王，軍政大權都由淵蓋蘇文父子所掌控，因此唐朝不但赦免了他，還封他為司平太常伯，將他留置於長安。至於負隅頑抗的淵蓋蘇文的次子淵男建則被流放到黔州(今重慶市彭水苗族土家族自治縣和貴州省務川、沿河等縣)的蠻荒之地。
　　平定高麗後次年，總章二年，唐軍班師回朝，此時也已上了年紀的劉仁軌就以生病為由請辭，唐高宗加贈「金紫光祿大夫」的榮譽職銜給劉仁軌，並同意他因病辭職回家休養。就在劉仁軌因病辭職後不久，西方的吐蕃攻滅吐谷渾、聯合于闐國(位於今新疆省和田市)攻陷龜茲國(位於今新疆省庫車縣)的撥換城(今新疆省阿克蘇市)，又攻陷西域原歸順唐朝的十八處羈縻州(唐朝在邊遠地區視各民族風俗不同而設立的州)，唐朝被迫放棄了龜茲、于闐、焉耆(今新疆維吾爾自治區焉耆回族自治縣)、疏勒(今新疆維吾爾自治區西部的喀什地區)等安西四鎮。
　　於是在咸亨元年，唐高宗命青海道行軍大總管、薛國公阿史那忠轉任西域行軍大總管出征西域，命征遼大將薛仁貴為邏娑(今西藏自治區拉薩市)道行軍大總管進攻吐蕃並幫助吐谷渾復國，又再度徵召先前因病請辭的劉仁軌出任隴州(今陜西省寶雞市)刺史，坐鎮中原通往西域以及吐蕃的要地，以防止吐蕃蠢動並隨時支援西征大軍。不過此次唐軍西征吐番失利，薛仁貴被迫與吐蕃約和並退軍。也因為唐朝將重心移往西方，讓唐朝在朝鮮半島的勢力逐漸萎縮，朝廷逐漸撤回駐守朝鮮半島上的漢族官員。
　　為了想要繼續控制朝鮮半島，唐朝遂將前高麗王、司平太常伯高寶藏送回高麗並扶持其為傀儡王，但也派淵男生和扶餘隆駐守遼東就近監視高寶藏，果然高寶藏不安於室又想獨立，遂被淵男生和扶餘隆告發並又再度被押回長安。而藉由唐朝之力滅了百濟與高麗的新羅，也藉機逐漸壯大勢力，野心也跟著變大，就想要獨霸朝鮮半島，不斷多次與唐朝駐軍發生衝突，也收納自唐營叛逃的百濟與高麗的兵士，並蠶食兩國故地日漸坐大。
　　所以，就在咸亨元年，趁著唐朝將軍事重心移往西部時，七月，新羅出動大軍一舉攻陷熊津都督府轄下八十二座大小城池，也等於正式向唐朝宣戰，又積極支援鼓動高麗遺民叛變。咸亨二年十月，新羅襲擊唐朝的運補漕船，督運的郎將鉗耳大侯及士兵都被俘。唐高宗大怒，除了下詔削除了賜封給新羅王金法敏的所有官爵外，先是詔令征討吐蕃失利的薛仁貴擔任雞林道總管(雞林都護府位於新羅國境內)，領兵救援熊津都督府及平定高麗叛亂，當然也要藉此遏止新羅的勢力繼續擴張。咸亨五年，唐高宗決定東征新羅，再命兼任太子左庶子、同中書門下三品(宰相)，並負責改修國史的劉仁軌接任雞林道大總管領兵東征。
　　重回朝鮮半島的劉仁軌，領軍橫渡瓠蘆河(韓國漢江的一條支流)，直搗新羅國都金城(今韓國慶尚北道慶州市)的北方重鎮七重城，不但攻下了七重城，更重創了新羅軍。新羅王金法敏見情勢不妙，趕緊上表謝罪。大概這時候唐朝朝廷內的反戰派勢力較大，所以讓唐高宗決定以寬大為懷的方式接受新羅王金法敏的認錯，還恢復了他的官爵，卻也因此讓新羅國有了休養生息、拓展領地的機會。
　　征討新羅有功的劉仁軌，則以此戰功受封為樂城縣公。他的兒子與姪子當中有三名跟隨出征者，也因戰功被授予上柱國(武將的最高榮譽)頭銜，家鄉父老為此同感光榮，就將劉仁軌的老家稱作「樂城鄉三柱理」。上元二年，唐高宗任命劉仁軌為尚書左僕射、同中書門下三品，兼太子賓客、依舊監修國史。