金春秋回国后，新罗实施了一系列唐化与中央集权化的政策。这些改革措施虽然以真德女王的名义实行，但一般认为是金春秋在背后主导的结果。例如，新罗改穿唐朝官服、遵用唐朝年号，将原来作为王室家臣的内帑机构“禀主”改造为“执事部”，设立“中侍”为其长官，削弱和取代过去和白会议的权限。这些改革不仅加强了中央集权，还提升了新罗的行政效率和国家治理水平。

永徽五年（654年）三月，真德女王去世，具有王位继承资格的“圣骨”彻底断绝，新罗王位只能在真骨贵族中挑选。起初，群臣推戴上大等（和白会议的首脑）阏川，但阏川谦辞道：“我老了，没有什么值得称道的德行。现在德高望重的莫过于春秋公，他真的可以说是济世英杰啊！”金春秋三次推辞，最终在群臣的坚持下登上了王位，成为新罗第一位出身真骨的国王。同年闰五月，唐高宗得知真德女王去世的消息，下诏册拜金春秋为乐浪郡王、新罗王，并加授开府仪同三司。金春秋的即位过程中，金庾信也出过大力，作为回报，金春秋将自己的女儿智照（即智炤夫人，金庾信的外甥女）嫁给金庾信，从而形成了“两金体制”，共同治理新罗。

金春秋初立之时，高句丽趁机联合靺鞨入侵新罗北境，占领了33座城池。新罗向唐告急，并宣称百济也联合高句丽参与此次行动（后世有观点认为百济并未与高句丽结盟，是新罗为了嫁祸百济而故意在唐朝面前虚构丽济同盟）。永徽六年（655年）二月，唐高宗应金春秋之请，派程名振、苏定方出击高句丽，以缓解新罗北界的压力。这次军事行动有效地遏制了高句丽的攻势，减轻了新罗的军事负担。

除了高句丽外，新罗与百济之间的战争也在金春秋任内持续着。永徽六年（655年）九月，金庾信率军占领了百济的刀比川城（今韩国忠清北道永同郡阳山面）。然而，显庆四年（659年）四月，百济又占领了新罗的独山（今韩国庆尚北道星州郡秃用山城）和桐岑（今韩国庆尚北道龟尾市仁义洞）二城。金春秋派人令其在唐充当宿卫的儿子金仁问乞师，请求唐朝出兵援助。这一请求得到了唐高宗的支持，唐朝随即派遣军队支援新罗，从而拉开了新罗统一三国的序幕。

四、赍志以殁

无论是对新罗国家还是金春秋个人而言，百济都是头号的敌人，而最终目标当然是连高句丽一起平定，实现新罗对海东三国的统一。然而，在当时的条件下，新罗无法仅凭自身力量消灭这两个强大的邻国，只能借助唐朝的力量。虽然自善德女王以来，新罗就屡次向唐乞师，但唐却从未出兵直接打击百济。金仁问乞师之际，金春秋也没有十足的把握，因久未得到消息，金春秋忧形于色。

到显庆五年（660年）三月，唐高宗终于正式任命苏定方为神丘道行军大总管，金仁问为副总管，领兵13万东征百济。同时，唐高宗任命金春秋为嵎夷道行军总管，配合唐军讨伐百济。五月二十六日，金春秋率金庾信、金真珠、金天存等将士出征。六月十八日，金春秋行至南川停（今韩国大田广域市一带），二十一日派太子金法敏率兵船一百艘，在德物岛（今韩国德积岛）迎接苏定方所率的唐军主力部队。双方约定唐罗两军于七月十日会师百济都城泗沘（今韩国忠清南道扶余郡）。

金春秋听到金法敏回报苏定方“军势甚盛”之时，喜不自胜，乃派金法敏和金庾信等率5万精兵出征，自己则移驻于今突城（今韩国庆尚北道尚州市一带）。金庾信在黄山伐（今韩国忠清南道论山市燕山面）与百济将领阶伯苦战，最终攻克，与唐军会师泗沘。

七月十八日，百济义慈王投降，百济灭亡。七月二十九日，金春秋移驾百济都城，八月二日与苏定方等置酒犒劳将士，并处决了当初协助百济人攻破大耶城、害死自己女儿、女婿的新罗内奸毛尺、黔日，报了二十年之宿仇。当时有传闻称唐朝阴谋袭击新罗，金庾信等力劝金春秋举兵反唐。金春秋坚决反对，他说：“唐朝为我消灭敌国，我却恩将仇报，反过来跟他打仗，上天会保佑我吗？”最终，金春秋只是加强防备，没有攻击唐军。

九月，唐军主力部队携百济王族大臣撤回，留刘仁愿镇守泗沘，金春秋也留其子金仁泰协助留守，并领兵出击百济残余势力，占领尔礼城（今韩国忠清南道论山市一带）等二十多座城池，纳入新罗版图。十一月二十二日，金春秋凯旋国都金城（今韩国庆尚北道庆州市），论功行赏，并对百济归顺人员量才录用。翌年春，百济复兴军围攻刘仁愿和金仁泰驻守的泗沘城（熊津都督府），金春秋派金品日、金文王、金良图等率军前往救援，但被百济复兴军击退。

龙朔元年（661年），唐朝准备派苏定方等进一步消灭高句丽，又命新罗配合。然而，就在这一年的六月，金春秋突然去世，未能亲眼见到高句丽的灭亡。太子金法敏继位，为金春秋上谥号武烈，庙号太宗，葬于永敬寺北。九月，金春秋的死讯传至唐朝，唐高宗为之举哀于洛城门，表示深切的哀悼。