咸亨元年（670），西藏的吐蕃王朝乘唐集中力量攻灭高句丽之机，出兵攻灭唐朝在青海的属国吐谷浑，进而攻陷安西四镇，唐朝名将薛仁贵率军十万攻吐蕃，结果大非川之战惨败于吐蕃第一名将论钦陵之手，全军覆没。
同年，高句丽故地爆发叛乱，高句丽旧将剑牟岑立前王室外孙安舜为王，举兵反唐，唐朝派大将高侃、李谨行（靺鞨人）率军镇压。
新罗文武王金胖子金法敏大喜过望，立即把“鲜血凝成的友谊”抛到九霄云外，趁唐军两面作战，难以分身，一面接纳安舜，在高句丽故地煽风点火，一面大举进攻唐在百济故地设立的熊津都督府，夺取八十二城，唐罗战争正式打响。
新罗文武王金法敏
次年，因大非川之败革职为平民的薛仁贵被火急起用，增援熊津都督府。鉴于唐军一向的作战风格是少量汉兵统帅大量蕃兵作战，加上在大非川损失惨重，兵力一时难以腾挪，薛仁贵的援军数量应当不多，主要是来给当地的百济兵做主心骨的。
但是因为战争爆发突然，容易忙中出错，唐军漕船被新罗水军俘虏。熊津都督府的部队缺乏给养，薛仁贵屡战皆败，咸亨三年（672），唐军最终撤离熊津都督府，百济故地全部落入新罗之手。
新罗能够如此顺利的占领百济故地，是因为以举国之力进攻唐朝的熊津都督府一府。该府的主力部队百济兵在几年前的百济复国运动中损失惨重，而且是亡国之余，士气不高，薛仁贵虽为名将，但大非川之败实在太惨，败军之将不足以言勇，状态还没调整过来。
此时高句丽的叛军有新罗的暗中支持，也十分顽强，正在高句丽故地平叛的高侃、李谨行一度来救援熊津都督府，大破新罗军，吓得金法敏归还战俘并谢罪。但这支唐军始终被高句丽叛军牵制，未能有力支援熊津都督府，直到咸亨四年（673）方才彻底平定叛乱。
同年，唐将萧嗣业等收复安西四镇，唐军东西两线告捷。唐高宗遂腾出手来收拾新罗，令刘仁轨、李谨行穷讨新罗，削新罗王金法敏官爵，以留在长安的其弟金仁问接替。
唐朝对外手段何其高超，怎么会让手里的金正男被人做掉还不敢做声，这下就发挥作用了。
上元二年（675），刘仁轨攻破新罗重镇七重城（在今汉城附近），新罗震动。刘仁轨随即率本部人马归国，准备对吐蕃的战争，李谨行继续南进，杀入新罗腹地，在买肖城连败新罗军三次，金法敏眼见唐军一路深入，再打下去别说百济故地，只怕本土都不报，于是赶紧服软，再次上表谢罪，请求唐朝撤兵。
新罗人的《三国史记》（作者金富轼，还有个弟弟金富辙，因其父仰慕苏轼、苏辙而得名）自称在买肖城大破唐军，是不靠谱的。因为《新唐书》从来不讳言唐军的败绩，唐军多次大败均如实记录，而记录买肖城之战是唐军获胜，没必要专门在与新罗的战争上作假。
因唐朝欲全力准备对吐蕃的战争，并且多年征战导致国家负担加重，武则天和不少大臣主张与新罗谈和，休养生息，唐高宗同意了新罗的请求。上元二年（675），李谨行率军撤回，赶往西线，不久李谨行即在西线挫败吐蕃论钦陵的突袭，大获嘉奖，可见当时西线局势确实紧张。
纵观唐罗战争，新罗借唐朝国际局势不佳，强敌环饲的机会，不断侵攻唐朝领土，一旦失败又伏低做小，但等唐朝以为无事时又继续侵唐，流氓嘴脸暴露无遗，最终得偿所愿，损害了唐朝，保卫了金家政权。
此后，新罗占领了百济故地及原高句丽在大同江以南的地区（这块其实不大，只有今日北朝鲜的四分之一），大同江和鸭绿江之间的部分，是唐玄宗时新罗助唐朝攻渤海国，唐玄宗赐给他们的。而唐朝也巩固了原属高句丽的辽东地区的统治，东北亚局势趋向定型。