656年，西突厥再度强大起来，李治派遣程知节、王文度为正负总管，出击西突厥。读零零小说大将苏定方担任前锋，苏定方率领五百骑兵攻击，斩获突厥骑兵两千多人，物资军械无数，王文度嫉妒苏定方，向程知节建议固守，唐军每天都骑着马匹，披挂铠甲，组成方阵，将辎重围在方阵内，士卒们苦不堪言，马匹纷纷累得瘦弱而死。
苏定方建议道：“出动大军征讨，为什么不主动进攻呢？像这样困守，懦弱胆怯，如何建立功勋？”程知节不听。
很多胡人来投奔唐军，王文度建议将这些胡人杀死，冒充被斩杀的敌军，把胡人的财物抢来，分给士卒，苏定方不接受。
657年，李治任命苏定方为总管，讨伐西突厥的沙钵罗可汗，苏定方有大军一万，啥波罗有十万军队，沙钵罗可汗很轻视唐兵，径直将唐军包围。苏定方下令步兵固守南原，兵卒们将长矛密接排列，锋刃朝外，苏定方带着骑兵在北原埋伏。啥波罗可汗的军队进攻南原，三次冲锋都被击退，苏定方带着骑兵发动进攻，突厥人大败，被唐军斩杀数万人。
沙钵罗可汗逃脱，苏定方下令追击，正好天下大雪，平地有二尺厚，士卒们要求等到天晴后再追击，苏定方说道：“敌人看到雪深，一定认为我们不会追击，我们加紧追击，放慢了就难以追上了。”
苏定方带人踏着积雪，追击了二百多里，直接来到了沙钵罗可汗的大帐，沙钵罗可汗根本没有防备，一下子溃败了，突厥人被杀几万人。
苏定方下令，将沙钵罗可汗抢劫的各部落财物归还，安置各个部落，埋葬死亡士卒，开通道路，恢复生产。
沙钵罗可汗逃到苏淖城，城主欺诈他，拿着酒食来邀请沙钵罗可汗进城，沙钵罗可汗进城之后，城门被关闭，城主下令将沙钵罗可汗擒获，交给了苏定方。
李治下令在西北地区划分区域，设置为都督府，进行有效管理，从此之后，突厥人分为多个部分，无力威胁唐朝，突厥人开始西迁，逐渐退出中华历史舞台。
为了证明自己不逊于太宗皇帝，李治决心继续从隋文帝时期开始的远征辽东的战争。
660年，唐朝大将苏定方率领大军渡过海洋，到达朝鲜半岛。在熊津江口，唐兵打败了百济军队，斩杀了几千人，唐朝远征军推进到百济都城附近时，百济全国军民出动与之交战，苏定方再次大败百济，斩杀一万多人，百济都城城主开城投降。
662年，苏定方被调往高丽战场，围攻高丽首都平壤，平壤久攻不下，天降大雪，唐军只好解除包围而退。
李治下令驻守在熊津城的大将刘仁愿、刘仁轨撤退，刘仁轨说道：“为了国家的利益，不能只顾个人。我朝要消灭高丽，必须首先诛灭百济，留守熊津，可以威胁敌人的心腹要地。假如我们撤退，百济的反抗就会死灰复燃，高丽的贼寇，何时才能被消灭呢？百济君主与大臣凶恶悖理，君臣离心，互相残杀，我们坚守城池，等待变化，趁机攻取对方，不应该撤离。”
百济人对唐军喊道：“你们什么时候走？我们送送你们。”刘仁愿、刘仁轨认为对方没有防备，突然袭击对方，夺去了多个城池。
663年，李治派出援军来到百济，百济请来倭国（日本）人来帮忙，刘仁轨率领唐军在白江口大败倭国船队，前后四次交战，火烧敌船，一共四百多艘，火焰烧得整个天空都通红，海水也变成红色。
李治下令，让刘仁轨驻守百济，其余人马回国，百济经历战火之后，家家凋弊残破，到处都是死人的骨骸，刘仁轨下令掩埋死尸，修录人口，整理村庄，开通道路，建立桥梁，修补堤堰，劝人耕种，赈济贫穷，赡养孤幼，囤积粮食，准备进攻高丽。
刘仁愿回国后，李治问道：“你为我写的文书，条理很好，你是个武夫，怎么写得那么好？”
刘仁愿答道：“全是刘仁轨所写，我是写不出来的。”李治很高兴，提升了刘仁轨的官职。
刘仁轨上奏说：“戍边的士卒，疲惫羸弱，衣服破烂，想念家乡，无心报国。他们说，过去战死沙场，皇上派人垂吊慰问，追赠官爵，如今远渡出征，官吏不记载我们的功绩，死亡的人不知道为谁而死，为何而死，从军时，说是一年的期限，只带了一年的装备，却要五年不回，现在所留的物资，只够应付今年冬天，百济、高丽、倭国互相声援，这些士兵，恐怕难以消灭敌人，必须改变原来的做法，优厚地对待士卒，来振奋他们，这些不顺耳的话，没有人向陛下回报，希望陛下体谅我披露心声，冒死向陛下陈述。”
李治同意刘仁轨的建议，派出刘仁愿带着援军渡过海洋，替代原来的士兵，还命令刘仁轨返回。刘仁轨说：“国家派出孤军在海外，是要消灭高丽，士卒回去，将领也要回国，现在正是收割庄稼的时候，众人的心情还没有安定，恐怕要生出变故，不如暂且不走，等待收割完毕。”
刘仁愿说：“擅自留下，恐怕朝廷会疑虑。”