白江口日軍戰敗的消息很快傳到了周留城，城中的百濟殘部和日軍進退無路，守軍完全喪失鬥誌。五天之後，即唐龍朔三年（公元663年）9月7日，在城中苦撐的百濟王族扶餘忠勝、扶餘忠誌等人率眾投降，其餘日軍也隻好跟著投降。
駐在慰禮城的日軍要幸運一些，由於他們靠近港口，從白江口敗退的日本殘餘艦船就聚集在慰禮城外的海邊，朝鮮半島上所有的日軍殘部於9月15日集合完畢，灰溜溜地退回日本去了，至此日軍勢力全部退出朝鮮半島。
又過了將近兩個月，百濟境內最後一座城池任存城被破，守將遲受信隻身逃往高句麗。至此，大唐徹底平定了百濟，前後曆時三年零三個月，孫仁師和劉仁願將捷報送回長安。高宗李治在長安聽到這樣的捷報，欣喜若狂，他力主新羅方麵與扶餘隆盟誓，永不侵犯，唐朝也許諾讓百濟和新羅享有高度的自治權，新羅從此變為了雞林州，而百濟變為了熊津州。兩地君主對本地都有自主管理權，但是名義上都隸屬於大唐的統治。
隨後，便是大團圓的結局，孫仁帥、劉仁願得勝還朝接受封賞。白江口一戰功勞最大的劉仁軌，被唐高宗任命為為熊津都督，成為了百濟的最高軍事長官。
劉仁軌治理百濟期間吸取了當年蘇定方以高壓政策統治百濟而造成許多百濟舊將反叛的教訓，他下令軍民收斂骸骨，並由官方出麵公開祭祀亡靈；重新統計人口數量，整理戶口，按照唐朝的建製設立郡縣；然後開道路，修橋梁，開墾荒地，修水利，致力於戰後重建。
這位中國曆史上的首位抗日名將，以六十三歲的高齡，在短短幾年之內，就讓百濟重新獲得了生機，百姓安居樂業。唐垂拱元年（公元685年），劉仁軌將軍病逝，唐高宗賜其陪葬乾陵（唐高宗和武則天合葬的大墓）。