乾封元年（666年），高丽泉盖苏文死，长子泉男生继任莫离支，与其弟泉男建、泉男产不和，泉男建自称莫离支，发兵讨伐男生。泉男生派其子泉献诚到唐朝求援。六月初七，唐命右骁卫大将军契苾何力为辽东道安抚大使，领兵救援泉男生；命泉献诚为右武卫将军，担任向导（参见唐灭高丽之战）。此时的高侃正任营州（治龙城，今辽宁朝阳）都督，由于营州距高丽非常近，高侃很快便接到命令：与左金吾卫将军庞同善共为行军总管，一起讨伐高丽。九月，庞同善率先大败高丽军，与泉男生会合。 乾封二年（667年）九月十四日，李绩兵取高丽军事重镇新城（今辽宁抚顺北高尔山城），留契苾何力镇守，并趁势将附近的16座城池全部攻下。泉男建以为有机可乘，便派兵袭击高侃、庞同善在新城的营地，在左武卫将军薛仁贵的支援下，唐军将其击败。随后高侃率军进至金山（今辽宁昌图西），与高丽军交战，但初战不利，高丽军乘胜发起追击，这时薛仁贵引兵从侧面袭击高丽军，高侃也回兵掩杀，最终大败高丽军，斩首5万余级。 此后唐军越战越勇，终于九月十二日攻克平壤城，灭亡高丽。高侃因功升任左监门卫大将军。 咸亨元年（670年）四月，吐蕃发兵攻陷西域18州（均在今新疆境），使西北边境告急，唐高宗命安东都护薛仁贵出师西北（参见大非川之战）。高丽酋长钳牟岑趁机起兵反唐，于四月拥立高丽王高藏的外孙安舜为主，进犯唐朝东北地区。唐高宗于是任命高侃为安东都护、东州道行军总管，右领军卫大将军李谨行为燕山道行军总管，率军进攻，并派司平太常伯杨防收容高丽逃亡者。在唐军大兵压境的情况下，安舜将钳牟岑杀死，投奔新罗（位于朝鲜半岛东南部）。 咸亨二年（671年）七月初一，高侃率军在安市城（今辽宁海城东南营城子）击破钳牟岑的残余部队。 咸亨三年（672年）十二月，高侃于白水山（一说泉山，在全州南海中）再败其余部，并将增援的新罗兵击败，俘2000人。 高侃死后，获赠检校左仆射、渤海郡王、左武卫大将军，谥号“威”。其后陪葬于乾陵。