大唐君臣对日本大举介入朝鲜半岛战事显然准备不足，否则不会仅出动战船一百多艘，军队一万多人，就贸然与日本、百济联军交战。相比之下，日本大将阿部比罗夫对此战却是作了充分的准备，当时，日本虽然政治、军事改制皆已基本完成，其军队战斗力与之前不可同日而语，然而，该国仍未学会使用马鞍，长矛、槊等骑兵装备也尚未普及，日军的武器多是短刀、弓箭，最擅长的战法是步战和水战。为此，阿部比罗夫明智地选择了水上决战，他下令四余万日本道：“绝不能让唐军登陆，只要在江面上缠住他们，他们很快就会撤退逃跑！”
日军得令，千余艘战船分成多支小分队，准备封锁白江港口。未等其布阵完成，只见数十艘唐军战船一溜烟地从他们附近冲过，其速度极快，日军战船追之不及。原来，唐朝时期，经该国能工巧匠改造，其水军之中已有一种特殊的战船，不用木浆划水作动力，而是用踏板驱动，该战船史称：车船。车船的行进速度极快，唐朝水战常用它作突击冲锋，打乱敌军阵形之用。刘仁轨察觉对方意图，抢在日本封锁渡口之前，派出了许多车船，先行贴近江岸，日军战船拦截不住，眼看对方半数水军要成功登陆，急得哇哇乱嚷，纷纷对其展开追逐，一时间，密密麻麻的日本战船全涌向白江渡口，宛如蚁聚一般—他们却忘了，唐军还有一大半战船尚未出动。日军追逐车船的举动正合刘仁轨之意，他随即下达了第二条命令，亲率水军主力尾随日军船队之后，也驶往白江口；而行在日军之前的那些车船也并未急着登陆，他们驶近江边后，迅速地沿着江岸一字铺开。如此，唐军战船虽少，却利用白江口一带水域狭窄的地形特点，对数量更多的日军战船成功实施了合围。待一内一外两支船队按预定计划布阵完成，刘仁轨派出了大唐水军的第二种超级武器：拍船。
和灵活的车船不同，拍船是一种非常笨重的大型战船，因其体型庞大，也称“拍舰”。 拍舰巨大、且行驶缓慢是有原因的，因为该船之上装载了一种本该仅限于攻城时使用的作战武器—投石车。唐朝初年，也不知是哪位将领奇思妙想，竟然建议朝廷建立一支用石头攻击敌船的舰队，经朝廷采纳后，拍舰就此登上历史舞台。拍舰的攻击原理和投石车类似，在其宽阔的甲板上，安置有数个大型绞盘，水战爆发时，唐军士兵就通过合力绞动这些绞盘，将沉重的大石头远远地砸向敌军，其威力异常恐怖，再坚固的战船也无法抵挡。不过拍舰也有一个弱点，那就是因为其使用的武器太特殊（大石头），所以攻击频率较低，且准头略显不足，如果敌军阵形分散，砸中的概率其实不高。刘仁轨此时才派出该战舰，用意就在这里，在他面前的白江口战场上，日军的船队为追逐车船，早已一艘挨着一艘，之间几乎没有空隙，唐军只要把巨石拍出去，指东打西，无所不中，须臾之间，上百艘日军战船就被拍舰砸得粉碎。
阿部比罗夫这才发觉中计，急忙传令下去，让日军停止追逐江边的车船，转而攻击外围的拍舰。日军以作战勇猛、训练有素而闻名，在主将的指挥下，一个个被大石头砸得七荤八素的他们，竟然能做到败而不乱，他们顶着雨点般从天而降的大石头，连续向唐军的数十艘拍舰发起了三次冲锋，因其阵形密集，后军往往被前军阻挡，这三次冲锋皆被唐军成功击退。不过，日军并未就此退缩，很快，他们又发起了第四次冲锋。随着江面上的日军战船越来越少，唐军战船上的大石头也快“拍”完了，这一次，终于有部分日军战船成功挨近了唐军的拍舰，一场“接舷战”（即双方战船靠在一起进行近战格斗）看似不可避免，而这，正是日军所长。
阿部比罗夫至此松开了紧皱的眉头，他胸有成竹地告诉部下：“唐军的怪船虽然威力很大，但其进退不便，远远不及我们的小船灵活，何况我军的战船仍比他们多出数倍，只要接近他们，我军就胜利了！”在他的鼓舞下，越来越多的日军小船冲了上去，里三层外三层的将唐军的大船包围得水泄不通…突然，日军的惊呼声传遍了江面，因为他们发现，冲在最前面的那些日本战船已被火海包围。
拍舰的主要攻击方式是“拍石头”没错，但这并不代表它们只能拍石头—唐军见敌军试图登船进行肉搏，迅速从绞盘处撤离，他们分布在甲板外围，改用弓弩射击日军，射出的箭矢全部是用棉布包裹，且事先蘸过灯油的“火箭”。由于唐军的战船又高又大，日军的战船又小又矮，唐军居高临下，射击敌军极为便利；而日军则仰攻不便，他们才刚将“接舷战”常用的钩索套中唐军大船，未暇攀登，其所乘的船只俱已被火箭点燃，坠入火海、大江的将士不计其数。除了遭日军围攻的拍舰，其他唐军战船见状也没有闲着，诸如车船、楼船、艨艟等各型唐军战船百余艘，陆续赶来助战。一时间，在距离周留城不远的白江港口西侧，烟火冲天，江水赤如朱丹。经过双方你死我活的激烈鏖战，日军最终被摧毁的战船多达四百余艘，战死的士兵也达数万之多；而唐军的伤亡不详，但有一点可以确定的是，参战此战的唐军各类战船，没有一艘沉没。
这就是白江口之战的结果，仓促接战的唐军，凭借更先进的造船工艺，更先进的水战武器，在刘仁轨的指挥下，四战四捷，以弱胜强，大败日本、百济联军五万余人。战后，阿部比罗夫逃回了日本，百济王扶余丰逃往了高句丽，滞留在周留城内来不及逃走的百济王室扶余忠胜、扶余忠志等人没有再作无谓抵抗，率全城军民集体投降了唐军。就这样，日本称霸朝鲜半岛的志向，以及百济人复国的梦想都被唐军一一粉碎，大唐则藉助此战，可以无后顾之忧地与高句丽进行最终决战了。