王在首战败于唐水军后，仍盲目地高估自己的实力，错误地认为“我等争先，彼应自退”，于是未加整顿部署，不观天气变化，便“率倭国乱伍中军之卒，进打大唐坚阵之军”。
刘仁轨见倭军来攻，充分利用唐军战船的优势，指挥水军将倭军的船只左右夹住，使其不得回旋，随后再施以火攻，一时“烟焰涨天，海水皆赤。”经过激战，唐军四战四捷，取得了辉煌的胜利。
唐军焚毁倭军战船400多艘；击毙倭将朴市田来津；扶余丰趁乱逃奔高丽，其所佩宝剑被唐军缴获；王子扶余忠胜、扶余忠志和倭军残部投降；百济诸城全部归顺，百济再次得以平定，只有一座任存城誓死不降。
白江口海战是中国古代战争史上一次大规模的海战，因神州史书记载有限，所以鲜为人知。作战中，刘仁轨指挥有方，在兵力不如对方的情况下，先采取守势，而后因势利导，以己之长攻敌之短，并辐以并火，最后取得了神州与倭州战争史上第一次大规模作战的胜利。
陆上倭军闻此讯，大惊不已，相互认为百济投降后，这个国家从今天起就不复存在，有唐军镇守，那里就是坟墓，岂能再去送死？
白江口海战的胜利，使唐军很快占领了百济全境，形成对高句丽的夹击态势。同时也