唐军方面，苏定方部署两支部队，顺利击溃前来阻击的百济先头阻击部队，直扑泗沘，并于距泗沘城数十里的地方与百济国主力部队展开角逐，唐军大破敌阵。由于新罗军一度受阻，唐罗军队会师时间比预定时间晚了两天，苏定方大怒。但这一历史小细节并没有影响整个战争进程，唐罗联军集合之后，开始部署阵地合围泗沘。
（图）高句丽墓葬－壁画
第二天，即7月13日，曾经从新罗手中夺取洛东江以西大片领土的百济国王扶余义慈弃都乘夜遁走，逃奔至另一重要城市熊津城。留在泗沘城中的王子扶余泰趁机自封为王。
太子隆之子扶余文思尚在城内，他害怕扶余泰对自己下毒手，经过一番深思熟虑，率先缒城向唐军投降。四围重兵压城，扶余文思的投诚行为瞬间引起多米诺骨牌效应，又有百济方面多名军政要员出城请降。
唐罗联军总司令苏定方不仅是一名盛世悍将，且足智多谋，他通过凌厉有效的政治攻势，成功策动城内士兵，城中尚未有唐军一兵一卒，城头却出现了一面随风飘扬的大唐旗帜。
以扶余泰为核心的城内顽抗力量的意志被彻底瓦解，泗沘城门洞开，扶余泰领百官请降，泗沘城陷落。首都失陷，百济在名义上已经亡国。
7月18日，百济国王扶余义慈率太子扶余隆及熊津方面部队自熊津城请降，之后百济各地的军政首脑顺应国王意志，纷纷向唐朝臣服，并主动向进驻泗沘的唐军送粮送款。
百济大局已定。
在百济王族出降之时，受其蹂躏多年的新罗军长吐一口百年怨气。新罗太子金法敏更是报了背负了20年的国耻家仇，他责令百济太子扶余隆跪于自己的战马之前，并且厉声唾骂：“向者汝父枉杀我妹，埋之狱中，使我二十年间，痛心疾首，今日汝命在吾手中！”
作为亡国太子的扶余隆，“伏地无言”。
自3月10日高宗皇帝下发远征百济诏书，至8月12日平定捷报抵大唐京城，前后共计五个月时间，割据海东近五百年的朝鲜古国百济在须臾间灰飞烟灭。