大唐657年闰月，右屯卫将军苏定方进军西突厥，征讨反叛的阿史那贺鲁，薛仁贵上疏说：“臣听说师出无名，所以战事不会成功，明示天下敌人是贼寇，那么才有降伏敌人的可能。
现在泥熟依仗一向拥有的才干，不愿屈居贺鲁之下，结果被贼寇击破，妻儿子女都被俘虏，汉兵之中有在贺鲁诸部落得到被击破的泥熟等人的家眷人口，将要把他们充入贱籍，处置方式是妥当的取回并且送还给泥熟等人，仍然一样赏赐。
那么即同情怜悯了泥熟等人无枉被攻打的事件，又让百姓明白清楚贺鲁等部性如贼寇，知道陛下恩泽广布。”
唐高宗李治听取了他的意见，派遣人搜索贺鲁部的人送了回去，于是泥熟部的人请求跟随唐军效命。
大唐658年，唐高宗李治命程名振征讨高句丽，以薛仁贵为其副将，薛仁贵于贵端城击败高句丽军，斩首三千余级。
大唐659年，薛仁贵又和梁建方、契必何力等，与高句丽大将温沙门战于横山。
薛仁贵手持弓箭，一马当先，冲入敌阵，所射者无不应弦倒地，接着，又与高丽军战于石城，遇善射敌将，杀唐军十余人，无人敢当。
薛仁贵见状大怒，单骑突入，将其生擒，十二月，薛仁贵又与辛文陵在黑山击败契丹，擒契丹王阿卜固以下将士，战后他因功拜左武卫将军，封河东县男。
大唐661年，一向与唐友好的回纥首领婆闰死，继位的比粟转而与唐为敌。
唐高宗李治诏右屯卫大将军郑仁泰为主将，薛仁贵为副将，领兵赴天山击九姓铁勒。
临行前，李治特在内殿赐宴，在席间对薛仁贵说：“古代有善于射箭的人，能穿透七层铠甲，你射五层看看。”
薛仁贵应命，置甲取弓箭射去，只听弓弦响过，箭已穿五甲而过，李治大吃一惊，当即命人取坚甲赏赐薛仁贵。
郑仁泰、薛仁贵率军赴天山后，九姓铁勒拥众十余万相拒，并令骁勇骑士数十人前来挑战。
薛仁贵临阵发三箭射死三人，其余骑士慑于薛仁贵神威，都下马请降。
薛仁贵乘势挥军掩杀，大败九姓铁勒，并坑杀降卒，接着薛仁贵又越过碛北追击铁勒败军，擒其叶护兄弟三人。
薛仁贵收兵后，军中传唱说：“将军三箭定天山，壮士长歌入汉关。”
从此，九姓铁勒衰败，不再为边患。
大唐666年，高句丽权臣渊盖苏文病死，其子泉男生继掌国事。
泉男生的兄弟泉男建、泉男产趁机发难，驱逐泉男生，泉男生投奔唐朝，恳求唐朝发兵相助。
六月，唐高宗李治先遣右骁卫大将军契苾何力为辽东道安抚大使，右金吾卫将军庞同善、营州都督高侃为行军总管，以泉男生之子泉献诚为乡导，一同进讨高句丽。
同年十二月，李治任命李勣为辽东道行军大总管兼安抚大使，出任辽东前线最高指挥官，薛仁贵也参与了此次征高句丽之役。
大唐667年九月，李勣首先攻拔为“高丽西边要害”的新城，并趁势挥军进击，连陷十六座城。