白江口日军战败的消息很快传到了周留城，城中的百济残部和日军进退无路，守军完全丧失斗志。五天之后，即唐龙朔三年（公元663年）9月7日，在城中苦撑的百济王族扶余忠胜、扶余忠志等人率众投降，其余日军也只好跟着投降。
驻在慰礼城的日军要幸运一些，由于他们靠近港口，从白江口败退的日本残余舰船就聚集在慰礼城外的海边，朝鲜半岛上所有的日军残部于9月15日集合完毕，灰溜溜地退回日本去了，至此日军势力全部退出朝鲜半岛。
又过了将近两个月，百济境内最后一座城池任存城被破，守将迟受信只身逃往高句丽。至此，大唐彻底平定了百济，前后历时三年零三个月，孙仁师和刘仁愿将捷报送回长安。高宗李治在长安听到这样的捷报，欣喜若狂，他力主新罗方面与扶余隆盟誓，永不侵犯，唐朝也许诺让百济和新罗享有高度的自治权，新罗从此变为了鸡林州，而百济变为了熊津州。两地君主对本地都有自主管理权，但是名义上都隶属于大唐的统治。
随后，便是大团圆的结局，孙仁帅、刘仁愿得胜还朝接受封赏。白江口一战功劳最大的刘仁轨，被唐高宗任命为为熊津都督，成为了百济的最高军事长官。
刘仁轨治理百济期间吸取了当年苏定方以高压政策统治百济而造成许多百济旧将反叛的教训，他下令军民收敛骸骨，并由官方出面公开祭祀亡灵；重新统计人口数量，整理户口，按照唐朝的建制设立郡县；然后开道路，修桥梁，开垦荒地，修水利，致力于战后重建。
这位中国历史上的首位抗日名将，以六十三岁的高龄，在短短几年之内，就让百济重新获得了生机，百姓安居乐业。唐垂拱元年（公元685年），刘仁轨将军病逝，唐高宗赐其陪葬乾陵（唐高宗和武则天合葬的大墓）。