位后，受命去铁勒抚慰，并频繁去辽东侦察敌情。永徽五年（654年），刘仁愿授葱山道行军子总管，随卢国公程知节征讨阿史那贺鲁，回师后跟从唐高宗巡幸洛阳。显庆元年（656年），迁左骁卫郎将，次年再次去铁勒抚慰。四年（659年），入吐谷浑及吐茠劳军。显庆五年（660年），授嵎夷道行军子总管，随邢国公苏定方破百济，俘虏百济王扶余义慈和太子扶余隆等以下官员七百馀人。刘仁愿被任为都护，留下与新罗王金春秋的少子金仁泰共同镇守百济都城泗沘城。唐朝在百济设立熊津都督府，以左卫中郎将王文度为熊津都督，但在渡海时病亡。