苏定方命令副将萧嗣业、婆润率各部赶赴邪罗斯川追击败兵，自己则与任雅相率领新近投降的部众拦截突厥军后路。
贺鲁率其残部继续逃亡，苏定方穷追至碎叶水，尽夺其众，沙钵罗可汗仅率其子咥运、婿阎啜等十余骑连夜逃往石国西北的苏咄城，被城主伊沮达官诱捕，最终由萧嗣业带回。
公元659年，苏定方以少胜多，于乌海大败吐蕃副大相达延莽布支，同年冬葱岭以西的思结阙俟斤都曼原先统制众胡，率其所部和疏勒、朱俱波、喝般陀国三个国家再度反叛，攻破于阗，高宗诏令苏定方为安抚大使，再度西征。
苏定方经过长途跋涉，抵达叶叶水，而敌军在马头川筑营据守，苏定方便挑选一万名精锐步兵、三千名骑兵飞驰突袭，一天一夜强行进军三百里，至天明时到达城西十里远。
都曼大惊，率军在城门外仓促应战，被打得惨败，逃到马保城，苏定方又挥师速攻，唐军进逼城门之下。
到了夜间，后续部队陆续赶到，将城池四面包围起来，并伐木以制造攻城器械，遍布城下，都曼无计可施，于是把自己捆绑起来，出城投降。
公元660年，新罗王金春秋上表求救，同年二月十日苏定方随高宗巡幸太原，三月十日被任命为神丘道行军大总管，率左骁卫将军刘伯英等水陆大军十万人征讨百济。
百济军沿江屯兵据守，苏定方从东岸出兵，依山摆开阵势，与百济军交战，唐朝海军扬帆前行，覆盖了整个海洋，相继到达。
百济军战败，阵亡数千人，余众奔逃溃散，唐军大部队乘潮而上，兵力更盛，战船首尾相连而前，驶入江中，飞桨击水，擂鼓呐喊，苏定方率步、骑兵夹江并进，直逼真都城。
距城约二十里时，百济举倾国之兵来战，苏定方率军迎击，大败百济军，斩杀一万余人，唐军乘胜攻入外城。
百济国王扶余义慈及太子扶余隆向北境逃去，苏定方进军包围百济都城泗沘城，扶余义慈的次子扶余泰自立为百济王，率众坚守。
扶余文思率其左右从城上缘索而下，很多人追随他，扶余泰无法阻止，苏定方趁势命士卒登上城楼，树起唐朝旗帜。
城中人心惶恐，扶余泰无可奈何，只好开城投降，百济大将祢植又带着扶余义慈来降，扶余隆与百济众城主都前来奉表归诚。
公元661年八月十一日，苏定方在浿江大破高句丽军，屡战皆捷，于是进军包围平壤城。
北线的陆路唐军进展却相对缓慢