苏定方在率领人马踏雪前进后，来到了距离贺鲁驻地一百里的地方，当下下令摆好阵势前进，然后逼近金牙山。
他趁着贺鲁狩猎时无备，当下纵兵进击，击败贺鲁的部属数万人。
贺鲁哪里会料到唐军会大雪中攻到？当下率其残部逃亡。
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。
此一战，唐军"收其人畜前后四十余万"。息兵后，苏定方令西突厥诸部各自回到原来居住的地方。他开通道路、设置邮驿、掩埋尸骨，慰问百姓疾苦，划定部落地界，恢复畜牧业生产。凡被沙钵罗可汗掳掠的财物、牲畜等，全部归还原主，十姓部落像原来一样相安无事，安西都护府也迁回高昌故地。
苏定方也因此战之后，成为名将。
西突厥被灭亡后，原臣服于西突厥的中亚诸国纷纷降附大唐，整个西域都在唐朝的掌控之下。
大唐依两厢分治的策略，分别设置蒙池都护府和昆陵都护府，并将西突厥"其所役属诸国皆置州府"。
显庆三年，公元658年十一月，苏定方凯旋归来，先献俘于昭陵之后，李治在太庙又举行献俘礼仪。他亲临殿前，大会文武百官及外国君主、使节，苏定方身着戎服，将贺鲁"献于乐悬之北"。随后，李治升苏定方为左骁卫大将军，封邢国公，另封其子苏庆节为武邑县公。
显庆五年，公元660年，新罗王金春秋向大唐上表求救，因为百济国恃仗着高丽的支持，多次侵犯新罗。
同年二月十日，苏定方随李治巡幸太原。三月十日，苏定方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。
唐军从城山乘船横渡黄海，直抵熊津江口。
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，苏定方又率步、骑兵夹江并进，直逼真都城。
此时，唐军距离百济都城约二十里。
百济国举倾国之兵来迎战。
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。
扶余义慈的孙子扶余文思私下说:“国王和太子虽然都出了城，但依然活着;叔父统领兵马，就擅自称王，如果唐军撤退，我父子性命就无法保全了。”
他感觉到危险，于是，选择了一条不危险的路——逃跑。他率左右从城上缘索而下，很多人追随他。
扶余泰也无法阻止。，只索任由他逃跑了。
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。
百济国平定后，其国被分为五部，唐朝"以其地置熊津、马韩、东明、金连、德安五都督府，并置带方州"。五都督府下辖三十七州，二百五十县纳入唐朝版图。左骁卫郎将刘仁愿受命率领一万名唐军并联合新罗王子金仁泰所率的七千新罗军，共同守卫百济府城。
显庆五年十一月一日，百济国第三十一代国王扶余义慈及太子扶余隆、扶余泰等五十八人被苏定方献俘于东都洛阳则天门。