鄭仁泰、薛仁貴率軍赴天山後，九姓鐵勒擁眾十餘萬相拒，並令勇猛騎士數十人前來應戰。薛仁貴臨陣發三箭射死三人，其他騎士懾於薛仁貴神威都上馬請降。薛仁貴乘勢揮軍掩殺，九姓鐵勒大敗，所降全數坑殺。接著，薛仁貴又超出磧北追擊敗眾，擒其首級兄弟三人。薛仁貴出兵後，軍中傳唱：“將軍三箭定天山，懦夫長歌入漢關。”今後，九姓鐵勒式微，不再為邊患。

貞觀十九年，唐太宗於洛陽解纜出征高句麗。三月，在遼東安地疆場上，唐朝將領劉君邛被敵軍團團圍困，冇法脫身，無人能救，在此危難時候，薛仁貴單槍匹馬挺身而出，直取高句麗一將領人頭，將頭吊掛於頓時，高句麗軍觀之膽怯，因而撤兵，劉君邛被救。此役過後，薛仁貴名揚軍中。

顯慶三年（，唐高宗李治命程名振征討高句麗，以薛仁貴為其副將。薛仁貴於貴端城擊敗高句麗軍，斬首三千餘級。

乾封元年，高句麗莫離支泉蓋蘇文死，其子泉男生繼位，但為其弟泉男健擯除，特遣使者向唐求救。唐高宗派龐同善、高品前去慰納，為泉男健所拒，因而，唐高宗命薛仁貴率軍援送龐同善、高品。行至新城，龐同善為高句麗軍攻擊，薛仁貴得知後，率軍及時趕到，擊斬敵首數百級，挽救了龐同善。龐同善、高品進至金山，又為高句麗軍攻擊，薛仁貴聞訊後，率軍將高句麗軍截為兩斷奮擊，斬首五萬餘級，並乘勝攻占高句麗南蘇、木底、蒼岩三城，與泉男生相遇。對此，唐高宗親身給薛仁貴寫信：“金山的戰事，賊兵非常多，你衝在兵士前麵，奮力殺敵，不顧本身的性命，左衝右擊，所向無前，各部軍隊非常的有勇氣，才使得此次戰役很快就獲得了勝利。應當好好地建功立業，成全這雋譽啊！”接著，薛仁貴又率兩千人，打擊高句麗重鎮扶餘城，這時，部將都以兵少，勸他不要輕進。薛仁貴：“兵員在於會用，不在人多。”因而率軍出征，此次戰役，他身先士卒，共殺敵萬餘人，攻拔扶餘城，一時聲望大振，扶餘川40餘城，紛繁望風降服。以後薛仁貴一起凱歌，與李勣雄師會師於高句麗都城平壤城外。高句麗歸降，唐朝分其境為九都督府、四十二州、一百縣，並於平壤設安東都護府以統之。詔命薛仁貴率兵二萬人與劉仁軌留守平壤。薛仁貴以功授右威衛大將軍，封平陽郡公，兼檢校安東都護。薛仁貴移至新城，扶養孤兒，扶養白叟，管理盜賊，汲引任用高句麗的人才，表揚嘉獎品德高貴、行動優良的百姓，一時候高句美人都非常高興，乃至忘懷亡國之痛。