咸享元年，公元六七〇年，四月，吐蕃攻陷了大唐位于西域的十八个州，并且联合于阗，攻陷了龟兹的拨换城（今新疆阿克苏），大唐朝廷被迫罢安西四镇——安西督护府下辖的龟兹、于阗、焉耆、疏勒四个军镇。大唐朝廷紧急把检校安东都护、右威卫大将军薛仁贵调回长安，任命为逻娑道行军大总管，任命左卫员外大将军阿史那道真、左卫将军郭待封为副大部管，率军十余万人前去讨伐吐蕃，并帮助吐谷浑返回其被吐蕃侵占的大非川故地。
  薛仁贵薛仁贵率军经鄯州向西，进至大非川（今青海湖以南地区）。当时，吐蕃用于进攻西域的部队号称四十万，薛仁贵深知用常规的打法难以取胜，必须出奇兵速战速决，重创吐蕃军队，令其知难而退，方能取得胜利。下一个进攻目标是乌海（今青海省豆错湖），薛仁贵考虑到从大非川到豆错湖路途遥远，道路艰难，携带辎重行军进展迟缓，容易坐失战机，便命副将郭待封率两万人在大非岭上凭险立栅，保护辎重粮草，由他本人率八万主力，轻装前进，寻机歼敌。
  吐蕃军队的统帅钦陵是位智勇双全的名将，他深知大唐军队的弱点，就是远道而来，粮草不断，只能速战速决，便以一部军队引诱薛仁贵，而以主力切断薛仁贵的粮道。
  薛仁贵率领的唐军主力南下向乌海进击，在河口（今青海玛多）与吐蕃军的诱敌部队相遇，一番交战，唐军获盛，吐蕃军撤去。薛仁贵被一场小小的胜利冲昏了头脑，老毛病复发，恃勇轻进，一路追击到乌海，占据乌海城。
  郭待封乃是大唐名将郭孝恪之后，品级跟薛仁贵相同，此次被任命为薛仁贵的副将，心里很不服气，故意违抗薛仁贵的军令。薛仁贵让他据险下寨，保护辎重粮草，他却带着辎重跟在薛仁贵后面缓缓前行。吐蕃主力正想着切断薛仁贵的粮道，见郭待封主动送上门来，大喜过望，以二十万大军把郭待封团团围住。郭待封人少力单，难以支撑，只身突围，两万大军全军覆没，所有辎重粮草尽陷于吐蕃军之手。
  薛仁贵部粮草匮乏，在乌海城难以立足，只得退保大非川，与郭孝恪的残部会合。吐蕃大军蹑踪而至，以四十万大军将大唐军队包围。大唐军队兵力只有吐蕃军队的五分之一，又缺乏粮草，士兵饿着肚子打仗，虽英勇拼杀，却难以突围。经过几番血战，八万大唐将士死伤殆尽，吐蕃军队也伤亡惨重。吐蕃军虽胜，但对大唐的实力还深为忌惮，不想赶尽杀绝，跟大唐结下解不开的死扣，于是双方达成和约，薛仁贵、阿史那道真和郭待封得以不死，率少量残部返回大唐。从此安西四镇以及大片西域领土被吐蕃占领，直到高宗死后，武则天称制时才把安西四镇收复。
  大非川之败是大唐立朝以来对外战争中最大的一次失败，其原因有多个。
  首先，大唐朝廷的战略目标就有问题，把此次进军的最终目标定为吐蕃的都城逻娑（亦称逻些，即今之拉萨）。吐蕃仅用于进攻西域的部队就多达四十万，以十万军队反击吐蕃军队，并深入吐蕃数千里进攻其都城，这根本就是个不可能完成的任务。从大非川到逻娑，路途遥远，山高水险，粮草运输极为艰难，十万军队保护后勤运输线都不够，还谈什么进攻。此役的战略目标应该定为以战促和，对进攻西域的吐蕃军队实施有限打击，夺回被吐蕃军队占领的大非川和西域各州。如果是这样，薛仁贵就没必要率军深入吐蕃境内，也就不会被吐蕃军劫去辎重。
  其次，薛仁贵错误地估计了形势。朝廷里的人没打过仗，可以纸上谈兵，薛仁贵可是久经沙场的老将，难道他也认为仅凭十万人就可以打到逻娑？既然明知打不到逻娑，进占大非川之后，他就不应该掉头南下进击乌海，而是应该先把吐谷浑部众安置在大非川，让吐谷浑人牵制吐蕃军，率大唐军队继续西进，前去收复安西四镇。如果那样做的话，则吐蕃军队东西不能兼顾，就算最终无法收复安西四镇，也能让吐谷浑人在大非川站稳脚跟，这也算是一个胜利。
  第三，薛仁贵犯了轻装深入的战术错误。出奇制胜，重创吐蕃军队，速战速决，这个基本思路没问题，但在实际交战时，面对敌我实力相差悬殊的实际情况，在不知道敌方军事部署的情况下，轻装远程奔袭，这本身就有极大的风险。河口一战，虽然打败了吐蕃军队，但是并没有对其势力造成重大的打击。吐蕃军队的兵力数倍于大唐军队，如果吐蕃军队想跟大唐军队决战，此时最合逻辑的做法是派兵增援。吐蕃军队吃亏之后，不增兵报复，反而后撤，这明显是在诱敌深入，薛仁贵竟然没有看出来，枉称唐朝名将。
  最后，郭待封违抗帅命，率军轻进，是导致这次失败的直接原因。之所以把这个原因列在最后，是因为即使郭待封不抗命，也改变不了大唐军队失败的命运。就算郭待封按照薛仁贵的意思凭险下寨，吐蕃军队难以在短时间内将其消灭，只需派十万人将其围困，而以三十万人包围乌海城，薛仁贵也没法在乌海城立足。以三十万人打八万人，吐蕃军队要是不想让薛仁贵与郭待封会合，薛仁贵会被困死在乌海城。薛仁贵一败，郭待封的山寨再险，仅凭两万人也难以坚守。
  对于大唐来说，公元六七〇年是个不吉利的年份，西边大败，东边大乱。高句丽王室虽然投降了，但高句丽人并不是真正臣服于大唐，很多人都怀有反叛之心，只是因为薛仁贵的名头太大，有他在平壤城坐镇，高句丽人不敢乱动。薛仁贵刚刚被调离平壤城，高句丽人就公开造反。
  从穷牟城逃脱的那个剑牟岑逃到新罗境内藏匿，薛仁贵离开平壤城之后，他认为高句丽复国的机会来了，纠集那些不愿意降唐而逃到新罗的高句丽人，组成军队，立原高句丽王高藏的外孙安舜为高句丽王，首先打出复国的旗号，乞求新罗王金法敏的帮助。
  新罗原本受到高句丽和百济的夹击，屡屡向大唐求救，大唐数次派兵征讨高句丽，帮新罗解了围。可是新罗王金法敏忘恩负义，野心膨胀，开始觊觎毗邻的大唐国土。剑牟岑的求助正中金法敏下怀，他暗中提供支持，鼓动剑牟岑进攻高句丽故地。金法敏名义上是帮助高句丽人复国，实际上是把高句丽人当枪使，用他们牵制大唐的注意力，使他可以派兵进攻百济故地。对于大唐来说，百济故地是块飞地，没有陆路通道，难以形成有效的控制力，大唐军队驻兵少，百济人战斗又差，抵抗不住新罗军队的进攻，逐渐被新罗攻取。
  剑牟岑一路向北进攻，打了几次胜仗，渡过浿水。浿水以北的多个城池或明或暗响应剑牟岑，一时之间，安东都护府辖境人人心浮动。
  为了平定高句丽人的叛乱，大唐朝廷任命左监门大将军高侃为东州道行军总管，率领汉兵，任命右领军大将军李谨行为燕山道行军总管，率领靺鞨兵，共同讨伐安舜，并派司平太常伯杨昉安抚高句丽人。
  新罗将领沙飡薛乌儒和高句丽叛将高延武各率一万军队渡过浿水，攻占屋骨城和皆敦壤城。这时高侃和李谨行率领大唐军队赶到，一阵猛攻，收复两座城池，新罗军队和高句丽叛军败退到浿水南岸，退保白水城。大唐军队渡过浿水继续进攻，高句丽叛军屡战屡败，安舜大恐，放弃当高句丽王的美梦，杀掉剑牟岑，逃奔新罗。就这样，高句丽人的第一次叛乱被平定。
  咸享二年，公元六七一年，安市城的高句丽遗民发生叛乱，占据城池。高侃率兵平叛，击破叛众，收复安市城，高句丽人的第二次叛乱又被平定。
  趁大唐军队忙于平定高句丽叛乱之机，新罗王金法敏出兵进攻百济故地，即大唐的熊津都督府，于咸享二年攻克府城泗沘城，占领熊津都督府辖境的大部。贪得无厌的金法敏还不满足，把流亡新罗的高句丽叛众当成马前卒，帮他进攻高句丽故地。金法敏收留了安舜，划了一片土地，让安舜建立报德国，封安舜为报德王，为安舜提供兵甲粮草，令其侵扰高句丽故地。
  新罗忘恩负义，侵占百济故地并指使高句丽叛众袭扰高句丽故地的行为，令大唐朝廷震怒。咸享二年，公元六七一年，李治起复因大非川之败而被贬的薛仁贵，率水师进攻占领熊津都督府的新罗军队。薛仁贵太不争气了，先是疏于防范，运送军粮的七十余艘漕船被新罗军队击沉，后又在白江上被新罗水军打败。新罗军队乘势把百济故地全部纳入新罗的版图。李治一气之下，把薛仁贵流放到象州。
  咸享三年，公元六七二年，大唐朝廷派高侃率兵一万、李谨行率兵三万，进驻平壤城。稍事休整后，大唐军队渡过浿水，向侵入安东都护府境内的高句丽叛军发起猛攻，攻克韩始城、马邑城，兵临白水山。新罗发兵数万增援高句丽叛军，与大唐军队在白水山展开大战。大唐军队奋勇出击，一举击溃新罗军，斩首五千，生俘两千，新罗败兵退保白水城。
  白水城是叛军的前沿重镇，驻扎有重兵，强攻难以奏效，高侃与李谨行商议，采取诱敌出城，野战围歼的战术。李谨行部在石门设伏，高侃率一万人马进逼白水城。白水城中的新罗军和叛军联军欺负高侃兵少，出城逆战，高侃诈败，把新罗军和叛军联军诱至石门。李谨行伏兵突出，高侃挥军反身杀来，新罗军和叛军联军大败，被斩杀一万多人，大阿飧晓川、沙飡义文、阿飡能申、一吉飡安那含等大将战死，大唐军队乘胜攻占白水城。
  此次征讨沉重地打击了高句丽叛军的势力，其余众退守到瓠芦河以西地区苟延残喘。大唐军队因为天气严寒而暂时还军。
  第二年，也就是咸享四年，公元六七三年，大唐军队再次出动，由燕山道总管、右领军大将军李谨行率领，进攻高句丽叛军。闰五月，大唐军队渡过浿水后，李谨行把妻子刘氏留在伐奴城，自已率部向瓠芦河挺进。高句丽叛军引靺鞨军队进攻伐奴城，意图让李谨行回兵求妻，放弃对高句丽叛军的进攻。李谨行不为所动，继续前进，刘氏亲自披甲上阵，手持弓箭，与留守伐奴城的军兵共同守城。元帅的夫人亲冒矢石守城，军兵士气大震，靺鞨军队久攻无果。而与此同时，李谨行指挥部队向高句丽叛众发起总共，一战而破之，斩馘过万，生俘数千人。高句丽叛军几乎被荡尽，少量残部逃奔新罗。听说高句丽叛军已灭，围攻伐奴城的靺鞨军队解围而去。通过这一战，大唐军队收复了全部高句丽故地，平叛战斗获得全胜。
  高句丽叛众本想借助新罗的力量实现复国的梦想，从来没想过金法敏根本就是把他们当枪使。这杆枪失去利用价值之后，新罗王一点情面都不跟他们讲，收回让他们建国的土地，给安舜赐姓金，把高句丽遗民迁徙到新罗南部。若干年后，高句丽遗民被新罗同化，高句丽彻底成为一个历史名词。
  高句丽的叛乱虽然平定了，但新罗还没受到教训，如果就此罢手，新罗会得寸进尺，大唐的东部边境永无宁日。大唐朝廷决意对新罗用兵，迫使其屈服。
  上元元年，公元六七四年，正月，李治下诏，削去以前授与新罗王金法敏的鸡林州大都督府都督之职，任命当时生活在长安的金法敏的弟弟、右骁卫员外大将军、临海郡公金仁问新罗王，任命左庶子、同中书门下三品刘仁轨为鸡林道大总管，卫尉卿李弼、右领军大将军李谨行为副大部管，率兵讨伐新罗。
  刘仁轨率领大唐军队走陆路，从北面进攻新罗，命靺鞨兵浮海进攻新罗南境。得到大唐军队和靺鞨军队前来进攻的消息，新罗军出动九军迎战。大唐军队一路攻城略地，先后攻克石岘城、道临城、牛岑城，进围新罗北部重镇七重城，力战克之，斩获甚众。与此同时，进攻新罗南境的靺鞨兵攻克阿达城、赤木城、大杨城、童子城。金法敏派大阿飡彻川等率兵船一百艘，迎战靺鞨水军，靺鞨水军连胜之后骄傲轻敌，戒备松驰，被新罗军队偷袭，大败而逃，战死者约两千人，溺死于瓠卢河、王逢河者不计其数。李治下旨，召刘仁轨引兵还朝，任命李谨行为安东镇抚大使，屯驻于新罗的买肖城，继续对新罗进行打击，三战皆捷。
  战事至此，新罗败多胜少，尝到了跟大唐作对的苦果，大唐军队因为靺鞨败走、留驻新罗的军队数量有限，难以取得大的战果，双方基本上处于势均力敌的状态。金法敏被迫遣使入贡，上表谢罪，李治也意识到不可能彻底灭掉新罗，便借坡下驴，接受金法敏的谢罪，赦其前罪，复其官爵，没有追还被侵占的百济故地。
  金法敏虽然认了罪，侵扰大唐国土的行为却没有停止，只是减小了规模，改鲸吞为蚕食。吐蕃的势力越来越大，大唐难以东顾，在朝鲜半岛只能采取守势。仪凤元年，公元六七六年，大唐把安东都护府治所从平壤城迁到辽东城，浿水以南的高句丽故土逐渐被新罗占领，双方以浿水为界，平壤城成为大唐在半岛上最南端的城池。
  事实证明，先灭百济后灭高句丽的战略是绝对错误的。大唐于公元六六〇年灭亡百济，扶余扶信于六六一年发动叛乱，唐军花了三年的时间平叛，至六六三年才占稳百济之地，到六七三年百济全境被新罗占有，大唐只占了十年的时间。又是死人又是耗费甲仗粮饷，大唐什么好处都没得到。
  如果当初只灭高句丽，保留百济，情况就会完全不同。当时新罗的力量比百济稍强，高句丽灭亡后，新罗必然向百济报仇，百济若想得以生存，只能归顺大唐，求大唐保护。大唐从中调停，命令新罗不得进攻百济，新罗不敢不听，因为以新罗的力量，绝对抵挡不住大唐军队和百济军队的南北夹击。
  刚刚平定百济的叛乱之后，大唐朝廷就意识到了这一点，封前百济太子扶余隆为百济王，让他回百济故地安抚百济民众，并让金法敏跟扶余隆盟誓互不相侵。可是百济迭经战乱，实力大衰，而新罗北面又有与大唐为敌的高句丽，大唐难以有效地支援百济。反观新罗方面，高句丽连年受到大唐的进攻，再也没有力量威胁新罗，新罗可以集中力量对付百济。在这种情况下，扶余隆畏惧新罗，在镇守百济故地的大唐将领离开后不久，也离开百济，返回长安，以百济牵制新罗的意图遂告落空。