玄武門之變與即位
618年，李淵建立唐朝為唐高祖，並立世子李建成為太子。太原起兵是李世民的謀略，高祖曾答應他事成之後立他為太子，但天下平定後，李世民功名日盛，高祖卻猶豫不決。太子李建成隨即聯合四弟齊王李元吉，共同排擠李世民。同時，高祖的優柔寡斷，也使朝中政令相互衝突，加速了諸子的兵戎相見。
此後，長兄皇太子李建成知李世民終不肯屈為人臣，而李世民也認為是自己奠下唐朝開國的基業，遂與李建成、四弟齊王李元吉猜忌日深，兩派大臣之間互相傾軋。李世民曾在李建成東宮飲酒，吐血數升，懷疑李建成下毒。
其中宰相裴寂、謀士王珪、魏徵、東宮衛士將領薛萬徹等追隨李建成、李元吉。秦府謀士杜如晦、房玄齡，將領秦叔寶、尉遲敬德、段志玄、侯君集、王君廓等跟從李世民。宰相陳叔達、朝臣長孫無忌等暗中支援李世民。其餘將領李靖、李世，大臣宇文士及等保持中立。
武德九年，突厥侵犯唐邊境，李建成向高祖建議由李元吉做統帥出征突厥。太子府率更丞王晊告訴了秦王：李建成想借此控制秦王的兵馬，並準備在昆明池設伏兵殺李世民，於是李世民決定先發制人。武德九年六月初四庚申日（626年7月2日），李世民在首都長安城宮城的北門玄武門附近射殺皇太子李建成、齊王李元吉，史稱“玄武門之變”。
此後高祖讓出軍政大權予秦王，而建成、元吉則被宣佈為作亂者，諸子則遭誅殺並從宗籍中除名。三天後（六月初七癸亥日，7月5日），李世民被立為皇太子，詔曰：“自今軍國庶事，無大小悉委太子處決，然後聞奏”。八月初九甲子日（9月4日），高祖退位稱太上皇，禪位於李世民。李世民登基，是為唐太宗。當年十月，追封李建成為息隱王，李元吉為海陵剌王。次年改元貞觀。642年，追復李建成為隱太子，李元吉為巢剌王，並將皇子李福過繼李建成為嗣（後來另一皇子李明也在唐高宗年間被出繼李元吉為嗣）。
貞觀之治
內修政理
貞觀二年（628年），當時的人口已因隋末戰爭而銳減，此時唐朝只有290萬戶，經太宗君臣23年的努力，社會安定、經濟恢復並穩定發展，至唐高宗永徽三年（652年），人口達到380萬戶，奠下了高宗、武則天、玄宗年間大唐盛世的基礎，史稱貞觀之治。
貞觀二年四月二十六壬寅日（628年6月3日），朔方人梁洛仁殺夏州割據勢力首領梁師都，歸降唐朝，唐朝統一全國。貞觀四年（630年），太宗令李靖出師塞北，挑戰東突厥在東亞的霸主地位。唐軍在李靖的調遣下，滅亡東突厥，太宗因此被西域諸國尊為“天可汗”。在位期間，積極推行了府兵制、租庸調製和均田制，並加強科舉制等政策。
在民族政策方面，太宗一方面擴張疆土，另一方面又接受了拓跋魏、北齊、北周二百多年的歷史現實，提出其蕃漢兼包、一視同仁的民族政策。李世民曾對他的左右大臣說：“自古帝王皆貴中華，賤夷狄，朕獨愛之如一，故其種落皆視朕如父母。”
太宗本身也是個既英武又善辯之人，但是有鑑於帝位得之不易，加上隋煬帝本人亦以雄健爾雅善辯聞名，隋卻因此鑄下滅亡的大錯，因此在位期間，太宗鼓勵群臣批評他的決策和風格。其中魏徵廷諫了200多次，在廷上直陳太宗的過失，在早朝時多次發生了使太宗尷尬、下不了臺的狀況。晚年的太宗因國富民強，納諫的器度不如初期，偶爾也發生誤殺大臣的遺憾，但是大致上仍剋制、保有納言的風範。641年，唐室文成公主下嫁於吐蕃的松贊干布。
太宗即帝位不久，按秦王府文學館模式，新設弘文館，進一步儲備天下文才。另外，太宗精擅書法，以行書寫碑，稱“飛白”，聞名後世。著名作品有《溫泉銘》、《晉祠銘》等。晚年太宗著《帝範》一書以教戒太子李治，總結了他的施政經驗，同時自評一生功過。史家曾疑太宗生前，指定以東晉書法大家王羲之所作《蘭亭集序》為陪葬品。近年據考古學家和歷史學者研究，《蘭亭集序》應該不在太宗之昭陵，而在高宗、武則天所合葬的乾陵之中。
唐太宗與身邊大臣魏徵、王珪、房玄齡、杜如晦、虞世南、褚遂良等的對答也在開元十八（730年）、十九年間被吳兢輯為《貞觀政要》一書，以發揚太宗勵精圖治的治國精神。
滅東突厥與薛延陀
武德九年（626年）八月，因唐朝發生玄武門之變，政局不穩，東突厥伺機入侵，攻至距首都長安僅40裡的涇陽（今陝西咸陽涇陽縣），京師震動。此時，長安兵力不過數萬，剛剛即位的太宗被迫設疑兵之計，親率高士廉、房玄齡等6騎在渭水隔河與頡利可汗對話，怒斥頡利、突利二可汗背約。《唐語林》記載太宗“空府庫”贈予頡利可汗金帛財物，以求突厥退軍，並與之結“渭水之盟”，突厥兵於是退去。之後，太宗勵精圖治，並且挑撥頡利、突利二可汗和突厥與鐵勒諸部的關係。627年，東突厥內部出現分裂。反對頡利可汗的薛延陀、回紇、拔也古、同羅諸部落對其變革國俗和推行的政令不滿，另立薛延陀為可汗。突利可汗也暗中與唐聯絡，並與頡利可汗決裂。同時東突厥又遇到大雪氣候，牲畜大多被凍死餓死，突厥勢力漸弱。太宗於629年八月任命李靖、李世、柴紹、李道宗等為行軍總管，出兵征討東突厥。630年三月頡利兵敗被俘，東突厥滅亡。唐朝在東突厥突利可汗故地設定順、祐、化、長四州都督府，頡利可汗故地置定襄都督府、雲中都督府。
東突厥滅亡後，薛延陀的真珠可汗乙失夷男接管了東突厥的故土。薛延陀表面臣服於唐朝，暗中卻擴充自己的力量。639年，太宗試圖恢復東突厥，立俟力苾可汗阿史那思摩，以抗衡薛延陀的崛起，薛延陀為避免新恢復的東突厥站穩腳跟，與其進行了多次戰爭。為保住東突厥，李世在641年進攻薛延陀，並取得了勝利。但是644年，趁太宗征伐高句麗的機會，薛延陀部隊發起新一輪攻勢，擊敗東突厥，迫使阿史那思摩逃回雲州。隨後，高句麗尋求薛延陀援助，但夷男希望避免與唐朝直接戰鬥。645年，夷男死後，他的兒子多彌可汗拔灼開始和唐軍作戰。646年，唐軍反擊並打敗拔灼後，薛延陀的附庸回紇、鐵勒等部落出兵，將他殺死。拔灼的堂兄伊特勿失可汗咄摩支向唐軍投降，薛延陀滅亡。太宗於鐵勒故地設六府七州：瀚海府（回紇）、金微府（僕骨）、燕然府（多濫葛）、盧山府（思結）、龜林府（同羅）、幽陵府（拔野古）。七州：皋蘭州（渾）、高闕州（斛薛）、雞鹿州（奚結）、雞田州（阿跌）、榆溪州（契苾）、蹛林州（思結別部）、窴顏州（白霫）。由燕然都護府管理，治所在陰山之麓（今內蒙古杭錦後旗），轄境東到大興安嶺、西到阿爾泰山、南到戈壁、北到貝加爾湖的整個蒙古高原。
和親吐蕃
634年，吐蕃贊普松贊干布遣使與唐朝修好，唐朝也派臣入蕃。636年，松贊干布派專使去長安請婚，唐朝不允許。638年，松贊干布遂藉口唐朝屬國吐谷渾從中作梗，親自指揮大約20萬吐蕃軍，開始攻擊唐朝的松州（今四川阿壩藏族羌族自治州）。但同時松贊干布又派遣使者到唐朝國都長安再次請求，並宣稱他們打算歡迎公主。唐太宗派侯君集為當彌道行軍大總管指揮5萬軍隊，執失思力、牛進達、劉簡協助，援救松州。與此同時，吐蕃軍正在圍困松州的首縣－嘉誠（今四川松潘），但唐軍先遣部隊在牛進達指揮下，打敗了吐蕃軍。唐軍在松州大勝吐蕃軍，但唐朝也見識到了吐蕃的力量。640年，松贊干布又派大臣祿東贊使唐求婚，唐太宗便以宗室之女文成公主許嫁於吐蕃贊普松贊干布，並派禮部尚書江夏王李道宗持節護送。641年文成公主入蕃，《新唐書》記載松贊干布親迎於柏海，文成公主進蕃時把各種漢地的生產技術轉入吐蕃。
設立安西四鎮
唐太宗滅東突厥後，開始對西域（即現代新疆和中亞地區）的西突厥以及一些鬆散結盟綠洲國家的施加軍事實力，其主要針對西突厥，以恢復兩漢以來對西域的統治。高昌王麴文泰與西突厥欲谷設聯合，阻礙西域商路，進攻唐朝的伊州。639年冬，太宗以侯君集為交河道行軍大總管，率兵出擊高昌王麴文泰。640年，唐軍至磧口，麴文泰驚懼而病死。其子麴智盛即位後不久，侯君集圍城，麴智盛降唐軍。高昌國三州、五縣、二十二城，八千戶、三萬餘人歸屬唐朝，高昌國結束。唐朝在高昌設定西州。
吐谷渾可汗伏允聽信大臣天柱王的建議，屢次侵犯唐朝的西部邊境，634年，扣留唐朝使者趙德楷，六月，太宗以段志玄為行軍總管，討伐伏允，十二月，又以李靖、侯君集、李道宗等為行軍總管，大舉討吐谷渾。635年，伏允敗走，被部下所殺。伏允之子慕容順殺死天柱王，自立為可汗，投降唐朝，太宗冊封慕容順為吐谷渾可汗。慕容順死後，636年，太宗冊封慕容順之子諾曷缽為吐谷渾可汗。
640年，唐朝在交河城設安西都護府，用以針對西突厥和管理西域。644年，西突厥的盟友焉耆攻打西州，安西都護郭孝恪為西州道行軍總管，討伐依附西突厥的焉耆，佔領焉耆，俘虜國王龍突騎支，但後來焉耆再次脫離唐朝。648年，唐太宗派遣阿史那社爾、郭孝恪率軍討伐依附西突厥的焉耆和龜茲（今新疆阿克蘇），征服兩國。然後疏勒和于闐歸附唐朝，將安西都護府遷至龜茲，撫寧西域，統龜茲、焉耆、于闐、疏勒四國，史稱安西四鎮。
貞觀四年，西域諸國君主在長安尊稱太宗為“天可汗”，意為天下總皇帝或天下共主。“天可汗”除了是一種對唐朝皇帝的榮銜，還是一種有實質意義的國際組織體系，以維持當時各同盟國的集體安全。
征討高句麗
642年，高句麗東部大人淵蓋蘇文殺死榮留王后立高藏為王並自封為“大莫離支”攝政。為征討淵蓋蘇文和保護唐朝的盟友新羅，唐太宗認為有必要對高句麗開戰。644年，太宗率領李世、李道宗、張亮和長孫無忌統軍10萬親征高句麗。645年，太宗衝破高句麗的防線準備攻打高句麗國都平壤，似乎大功在即。不料在安市（今遼寧鞍山）受阻，再也無法前行。在這之後，太宗對高句麗的進攻僅維持在一些小規模的突襲。646年，唐朝與回紇擊滅薛延陀後，647年，唐太宗令牛進達率兵從海上、李世率兵從陸路攻打遼東半島。648年，太宗再派薛萬徹率軍從海上攻打鴨綠江口。隨後，唐開始集結陸海部隊準備在649年再一次大規模攻高句麗。不過太宗於649年去世後，新皇帝唐高宗暫停東征的計劃。668年，高宗聯合新羅滅亡高句麗，載籍戶數69.7萬。並建立安東都護府等加以控制遼東。
貞觀疆域
在北方，貞觀四年（630年），唐軍滅亡東突厥，漠南成為唐勢力範圍。貞觀二十年（646年），又一舉消滅了薛延陀汗國，至此大漠南北廣大地區皆為唐的勢力範圍。唐朝廷在漠北設立安北都護府，在漠南設立單于都護府，建立了南至羅伏州（今越南河靜）、北括玄闕州（後改名餘吾州，今安加拉河地區）、西及安息州（今烏茲別克布哈拉）、東臨哥勿州（今吉林通化）的遼闊疆域。
在西北，貞觀四年，唐朝廷在伊吾七城設立西伊州，開始經營西域。貞觀二十二年（648年），郭孝恪擊敗龜茲國，把安西都護府治所遷至龜茲。
在東北，644年唐太宗征討高句麗未果，唐高宗在668年乃聯合新羅滅高句麗，設立安東都護府。
在青藏高原上，吐蕃日漸興起，至六世紀末與吐谷渾、蘇毗為高原上三大勢力。七世紀初，贊普松贊干布即位，統一了高原，又征服了位於西藏西部的蘇毗、阿里地區的羊同和尼婆羅（今尼泊爾）。松贊干布於634年遣使與唐朝修好，唐朝也派臣入蕃。636年，松贊干布派專使去長安請婚，唐朝不允，638年，松贊干布遂藉口唐朝屬國吐谷渾從中作梗，出兵入侵吐谷渾，唐軍在松州大勝吐蕃軍。640年，松贊干布又派大臣祿東贊使唐求婚，唐太宗便以宗室之女文成公主許嫁於吐蕃贊普松贊干布，並派禮部尚書江夏王李道宗持節護送，吐蕃贊普遂接受唐朝的冊封。
晚年失算漸不克終
面對自己空前的文治武功，太宗到晚年也出現一些過失。首先納諫不如貞觀早期積極，比如貞觀十年，魏徵發現他“漸惡直言”。其次奢侈之風日重。不過晚年他還是能反省自己過度奢靡的錯誤。司馬光說唐太宗：“好尚功名，不及禮樂，父子兄弟之間，慚德多矣”。同時，太宗晚年也由早年的清靜轉為奢縱，營建宮殿，計劃封禪泰山等，並自辯“百姓無事則驕逸，勞役則易使”，魏徵因此諫到“恐非興邦之至言，豈安人之長算？”不過由於太宗晚年能夠清醒認識自己的問題，所以也能進行調整，因此雖然太宗晚年存在這些過失，最終沒有出現敗亡的危機，“功大過微，故業不墮”，維持了貞觀之治的局面。
諸子奪嫡
《資治通鑑》記載，太宗貞觀十七年廢太子李承乾之後、改立李治為皇太子之前，李世民之三子一弟（長子李承乾、四子李泰、五子李祐、及七弟李元昌）俱謀取帝位，致太宗心灰意冷之曲折，史載：“承乾既廢，上御兩儀殿，群臣俱出，獨留長孫無忌、房玄齡、李世、褚遂良，謂曰：‘我三子一弟，所為如是，我心誠無聊賴！’因自投於床，無忌等登前扶抱，上又抽佩刀欲自刎，遂良奪刀以授晉王治。”
去世
貞觀二十二年（648年）正月，唐太宗撰寫《帝範》十二篇頒賜給太子李治。貞觀二十三年（649年），唐太宗得了痢疾（一種傳染病），醫治最終無效（一說是服用天竺長生藥無效），命李治到金掖門代理國事。貞觀二十三年五月二十六日（649年7月10日），唐太宗李世民崩逝於終南山翠微宮含風殿內，享年五十一歲，在位二十三年，初諡文皇帝，廟號太宗，唐高宗上元元年（674年）加諡文武聖皇帝，唐玄宗天寶八年（749年）加諡文武大聖皇帝，天寶十三年（754年）加諡文武大聖大廣孝皇帝，安葬於唐昭陵（位於今中國陝西省禮泉縣東北50多里山峰上）。
玄武門之變與即位
618年，李淵建立唐朝為唐高祖，並立世子李建成為太子。太原起兵是李世民的謀略，高祖曾答應他事成之後立他為太子，但天下平定後，李世民功名日盛，高祖卻猶豫不決。太子李建成隨即聯合四弟齊王李元吉，共同排擠李世民。同時，高祖的優柔寡斷，也使朝中政令相互衝突，加速了諸子的兵戎相見。
此後，長兄皇太子李建成知李世民終不肯屈為人臣，而李世民也認為是自己奠下唐朝開國的基業，遂與李建成、四弟齊王李元吉猜忌日深，兩派大臣之間互相傾軋。李世民曾在李建成東宮飲酒，吐血數升，懷疑李建成下毒。
其中宰相裴寂、謀士王珪、魏徵、東宮衛士將領薛萬徹等追隨李建成、李元吉。秦府謀士杜如晦、房玄齡，將領秦叔寶、尉遲敬德、段志玄、侯君集、王君廓等跟從李世民。宰相陳叔達、朝臣長孫無忌等暗中支援李世民。其餘將領李靖、李世，大臣宇文士及等保持中立。
武德九年，突厥侵犯唐邊境，李建成向高祖建議由李元吉做統帥出征突厥。太子府率更丞王晊告訴了秦王：李建成想借此控制秦王的兵馬，並準備在昆明池設伏兵殺李世民，於是李世民決定先發制人。武德九年六月初四庚申日（626年7月2日），李世民在首都長安城宮城的北門玄武門附近射殺皇太子李建成、齊王李元吉，史稱“玄武門之變”。
此後高祖讓出軍政大權予秦王，而建成、元吉則被宣佈為作亂者，諸子則遭誅殺並從宗籍中除名。三天後（六月初七癸亥日，7月5日），李世民被立為皇太子，詔曰：“自今軍國庶事，無大小悉委太子處決，然後聞奏”。八月初九甲子日（9月4日），高祖退位稱太上皇，禪位於李世民。李世民登基，是為唐太宗。當年十月，追封李建成為息隱王，李元吉為海陵剌王。次年改元貞觀。642年，追復李建成為隱太子，李元吉為巢剌王，並將皇子李福過繼李建成為嗣（後來另一皇子李明也在唐高宗年間被出繼李元吉為嗣）。
貞觀之治
內修政理
閻立本所繪的《步輦圖》，圖為唐太宗接見吐蕃使者祿東贊。貞觀二年（628年），當時的人口已因隋末戰爭而銳減，此時唐朝只有290萬戶，經太宗君臣23年的努力，社會安定、經濟恢復並穩定發展，至唐高宗永徽三年（652年），人口達到380萬戶，奠下了高宗、武則天、玄宗年間大唐盛世的基礎，史稱貞觀之治。
貞觀二年四月二十六壬寅日（628年6月3日），朔方人梁洛仁殺夏州割據勢力首領梁師都，歸降唐朝，唐朝統一全國。貞觀四年（630年），太宗令李靖出師塞北，挑戰東突厥在東亞的霸主地位。唐軍在李靖的調遣下，滅亡東突厥，太宗因此被西域諸國尊為“天可汗”。在位期間，積極推行了府兵制、租庸調製和均田制，並加強科舉制等政策。
在民族政策方面，太宗一方面擴張疆土，另一方面又接受了拓跋魏、北齊、北周二百多年的歷史現實，提出其蕃漢兼包、一視同仁的民族政策。李世民曾對他的左右大臣說：“自古帝王皆貴中華，賤夷狄，朕獨愛之如一，故其種落皆視朕如父母。”
太宗本身也是個既英武又善辯之人，但是有鑑於帝位得之不易，加上隋煬帝本人亦以雄健爾雅善辯聞名，隋卻因此鑄下滅亡的大錯，因此在位期間，太宗鼓勵群臣批評他的決策和風格。其中魏徵廷諫了200多次，在廷上直陳太宗的過失，在早朝時多次發生了使太宗尷尬、下不了臺的狀況。晚年的太宗因國富民強，納諫的器度不如初期，偶爾也發生誤殺大臣的遺憾，但是大致上仍剋制、保有納言的風範。641年，唐室文成公主下嫁於吐蕃的松贊干布。
太宗即帝位不久，按秦王府文學館模式，新設弘文館，進一步儲備天下文才。另外，太宗精擅書法，以行書寫碑，稱“飛白”，聞名後世。著名作品有《溫泉銘》、《晉祠銘》等。晚年太宗著《帝範》一書以教戒太子李治，總結了他的施政經驗，同時自評一生功過。史家曾疑太宗生前，指定以東晉書法大家王羲之所作《蘭亭集序》為陪葬品。近年據考古學家和歷史學者研究，《蘭亭集序》應該不在太宗之昭陵，而在高宗、武則天所合葬的乾陵之中。
唐太宗與身邊大臣魏徵、王珪、房玄齡、杜如晦、虞世南、褚遂良等的對答也在開元十八（730年）、十九年間被吳兢輯為《貞觀政要》一書，以發揚太宗勵精圖治的治國精神。
滅東突厥與薛延陀
武德九年（626年）八月，因唐朝發生玄武門之變，政局不穩，東突厥伺機入侵，攻至距首都長安僅40裡的涇陽（今陝西咸陽涇陽縣），京師震動。此時，長安兵力不過數萬，剛剛即位的太宗被迫設疑兵之計，親率高士廉、房玄齡等6騎在渭水隔河與頡利可汗對話，怒斥頡利、突利二可汗背約。《唐語林》記載太宗“空府庫”贈予頡利可汗金帛財物，以求突厥退軍，並與之結“渭水之盟”，突厥兵於是退去。之後，太宗勵精圖治，並且挑撥頡利、突利二可汗和突厥與鐵勒諸部的關係。627年，東突厥內部出現分裂。反對頡利可汗的薛延陀、回紇、拔也古、同羅諸部落對其變革國俗和推行的政令不滿，另立薛延陀為可汗。突利可汗也暗中與唐聯絡，並與頡利可汗決裂。同時東突厥又遇到大雪氣候，牲畜大多被凍死餓死，突厥勢力漸弱。太宗於629年八月任命李靖、李世、柴紹、李道宗等為行軍總管，出兵征討東突厥。630年三月頡利兵敗被俘，東突厥滅亡。唐朝在東突厥突利可汗故地設定順、祐、化、長四州都督府，頡利可汗故地置定襄都督府、雲中都督府。
東突厥滅亡後，薛延陀的真珠可汗乙失夷男接管了東突厥的故土。薛延陀表面臣服於唐朝，暗中卻擴充自己的力量。639年，太宗試圖恢復東突厥，立俟力苾可汗阿史那思摩，以抗衡薛延陀的崛起，薛延陀為避免新恢復的東突厥站穩腳跟，與其進行了多次戰爭。為保住東突厥，李世在641年進攻薛延陀，並取得了勝利。但是644年，趁太宗征伐高句麗的機會，薛延陀部隊發起新一輪攻勢，擊敗東突厥，迫使阿史那思摩逃回雲州。隨後，高句麗尋求薛延陀援助，但夷男希望避免與唐朝直接戰鬥。645年，夷男死後，他的兒子多彌可汗拔灼開始和唐軍作戰。646年，唐軍反擊並打敗拔灼後，薛延陀的附庸回紇、鐵勒等部落出兵，將他殺死。拔灼的堂兄伊特勿失可汗咄摩支向唐軍投降，薛延陀滅亡。太宗於鐵勒故地設六府七州：瀚海府（回紇）、金微府（僕骨）、燕然府（多濫葛）、盧山府（思結）、龜林府（同羅）、幽陵府（拔野古）。七州：皋蘭州（渾）、高闕州（斛薛）、雞鹿州（奚結）、雞田州（阿跌）、榆溪州（契苾）、蹛林州（思結別部）、窴顏州（白霫）。由燕然都護府管理，治所在陰山之麓（今內蒙古杭錦後旗），轄境東到大興安嶺、西到阿爾泰山、南到戈壁、北到貝加爾湖的整個蒙古高原。
和親吐蕃
634年，吐蕃贊普松贊干布遣使與唐朝修好，唐朝也派臣入蕃。636年，松贊干布派專使去長安請婚，唐朝不允許。638年，松贊干布遂藉口唐朝屬國吐谷渾從中作梗，親自指揮大約20萬吐蕃軍，開始攻擊唐朝的松州（今四川阿壩藏族羌族自治州）。但同時松贊干布又派遣使者到唐朝國都長安再次請求，並宣稱他們打算歡迎公主。唐太宗派侯君集為當彌道行軍大總管指揮5萬軍隊，執失思力、牛進達、劉簡協助，援救松州。與此同時，吐蕃軍正在圍困松州的首縣－嘉誠（今四川松潘），但唐軍先遣部隊在牛進達指揮下，打敗了吐蕃軍。唐軍在松州大勝吐蕃軍，但唐朝也見識到了吐蕃的力量。640年，松贊干布又派大臣祿東贊使唐求婚，唐太宗便以宗室之女文成公主許嫁於吐蕃贊普松贊干布，並派禮部尚書江夏王李道宗持節護送。641年文成公主入蕃，《新唐書》記載松贊干布親迎於柏海，文成公主進蕃時把各種漢地的生產技術轉入吐蕃。
設立安西四鎮
唐太宗時期與西域諸國戰爭示意圖唐太宗滅東突厥後，開始對西域（即現代新疆和中亞地區）的西突厥以及一些鬆散結盟綠洲國家的施加軍事實力，其主要針對西突厥，以恢復兩漢以來對西域的統治。高昌王麴文泰與西突厥欲谷設聯合，阻礙西域商路，進攻唐朝的伊州。639年冬，太宗以侯君集為交河道行軍大總管，率兵出擊高昌王麴文泰。640年，唐軍至磧口，麴文泰驚懼而病死。其子麴智盛即位後不久，侯君集圍城，麴智盛降唐軍。高昌國三州、五縣、二十二城，八千戶、三萬餘人歸屬唐朝，高昌國結束。唐朝在高昌設定西州。
吐谷渾可汗伏允聽信大臣天柱王的建議，屢次侵犯唐朝的西部邊境，634年，扣留唐朝使者趙德楷，六月，太宗以段志玄為行軍總管，討伐伏允，十二月，又以李靖、侯君集、李道宗等為行軍總管，大舉討吐谷渾。635年，伏允敗走，被部下所殺。伏允之子慕容順殺死天柱王，自立為可汗，投降唐朝，太宗冊封慕容順為吐谷渾可汗。慕容順死後，636年，太宗冊封慕容順之子諾曷缽為吐谷渾可汗。
640年，唐朝在交河城設安西都護府，用以針對西突厥和管理西域。644年，西突厥的盟友焉耆攻打西州，安西都護郭孝恪為西州道行軍總管，討伐依附西突厥的焉耆，佔領焉耆，俘虜國王龍突騎支，但後來焉耆再次脫離唐朝。648年，唐太宗派遣阿史那社爾、郭孝恪率軍討伐依附西突厥的焉耆和龜茲（今新疆阿克蘇），征服兩國。然後疏勒和于闐歸附唐朝，將安西都護府遷至龜茲，撫寧西域，統龜茲、焉耆、于闐、疏勒四國，史稱安西四鎮。
貞觀四年，西域諸國君主在長安尊稱太宗為“天可汗”，意為天下總皇帝或天下共主。“天可汗”除了是一種對唐朝皇帝的榮銜，還是一種有實質意義的國際組織體系，以維持當時各同盟國的集體安全。
征討高句麗
唐太宗征討高句麗示意圖642年，高句麗東部大人淵蓋蘇文殺死榮留王后立高藏為王並自封為“大莫離支”攝政。為征討淵蓋蘇文和保護唐朝的盟友新羅，唐太宗認為有必要對高句麗開戰。644年，太宗率領李世、李道宗、張亮和長孫無忌統軍10萬親征高句麗。645年，太宗衝破高句麗的防線準備攻打高句麗國都平壤，似乎大功在即。不料在安市（今遼寧鞍山）受阻，再也無法前行。在這之後，太宗對高句麗的進攻僅維持在一些小規模的突襲。646年，唐朝與回紇擊滅薛延陀後，647年，唐太宗令牛進達率兵從海上、李世率兵從陸路攻打遼東半島。648年，太宗再派薛萬徹率軍從海上攻打鴨綠江口。隨後，唐開始集結陸海部隊準備在649年再一次大規模攻高句麗。不過太宗於649年去世後，新皇帝唐高宗暫停東征的計劃。668年，高宗聯合新羅滅亡高句麗，載籍戶數69.7萬。並建立安東都護府等加以控制遼東。
貞觀疆域
唐太宗貞觀年間的唐朝疆域616年至649年唐太宗李世民統治的疆域不同顏色表示唐太宗李世民征服的亞洲地區山西（617年，李世民鼓勵父親、太原太守李淵起兵反隋）隋之唐國公（618年）建立唐朝（618年，626年前完全擁有前隋領土）削平東突厥（630年－682年）以上三部分為唐太宗固定統治的疆域吐蕃接受唐的冊封（641年－670年）平定西突厥（642年－665年）（同上）並綠洲（640年－648年：綠洲北部；648年：綠洲南部）圖中無顯示：徵高句麗（661年－668年）顏色最深的兩色為唐朝固定的疆域，較淺的西、北二方受唐廷之邊政之都護府管轄，西方之吐蕃則僅結親同盟友好往來（不包括滅高句麗之後所設的安東都護府之轄境）。邊界為標示唐室律令影響力之用，非終唐世皆如是。在北方，貞觀四年（630年），唐軍滅亡東突厥，漠南成為唐勢力範圍。貞觀二十年（646年），又一舉消滅了薛延陀汗國，至此大漠南北廣大地區皆為唐的勢力範圍。唐朝廷在漠北設立安北都護府，在漠南設立單于都護府，建立了南至羅伏州（今越南河靜）、北括玄闕州（後改名餘吾州，今安加拉河地區）、西及安息州（今烏茲別克布哈拉）、東臨哥勿州（今吉林通化）的遼闊疆域。
在西北，貞觀四年，唐朝廷在伊吾七城設立西伊州，開始經營西域。貞觀二十二年（648年），郭孝恪擊敗龜茲國，把安西都護府治所遷至龜茲。
在東北，644年唐太宗征討高句麗未果，唐高宗在668年乃聯合新羅滅高句麗，設立安東都護府。
在青藏高原上，吐蕃日漸興起，至六世紀末與吐谷渾、蘇毗為高原上三大勢力。七世紀初，贊普松贊干布即位，統一了高原，又征服了位於西藏西部的蘇毗、阿里地區的羊同和尼婆羅（今尼泊爾）。松贊干布於634年遣使與唐朝修好，唐朝也派臣入蕃。636年，松贊干布派專使去長安請婚，唐朝不允，638年，松贊干布遂藉口唐朝屬國吐谷渾從中作梗，出兵入侵吐谷渾，唐軍在松州大勝吐蕃軍。640年，松贊干布又派大臣祿東贊使唐求婚，唐太宗便以宗室之女文成公主許嫁於吐蕃贊普松贊干布，並派禮部尚書江夏王李道宗持節護送，吐蕃贊普遂接受唐朝的冊封。
晚年失算漸不克終
面對自己空前的文治武功，太宗到晚年也出現一些過失。首先納諫不如貞觀早期積極，比如貞觀十年，魏徵發現他“漸惡直言”。其次奢侈之風日重。不過晚年他還是能反省自己過度奢靡的錯誤。司馬光說唐太宗：“好尚功名，不及禮樂，父子兄弟之間，慚德多矣”。同時，太宗晚年也由早年的清靜轉為奢縱，營建宮殿，計劃封禪泰山等，並自辯“百姓無事則驕逸，勞役則易使”，魏徵因此諫到“恐非興邦之至言，豈安人之長算？”不過由於太宗晚年能夠清醒認識自己的問題，所以也能進行調整，因此雖然太宗晚年存在這些過失，最終沒有出現敗亡的危機，“功大過微，故業不墮”，維持了貞觀之治的局面。
諸子奪嫡
《資治通鑑》記載，太宗貞觀十七年廢太子李承乾之後、改立李治為皇太子之前，李世民之三子一弟（長子李承乾、四子李泰、五子李祐、及七弟李元昌）俱謀取帝位，致太宗心灰意冷之曲折，史載：“承乾既廢，上御兩儀殿，群臣俱出，獨留長孫無忌、房玄齡、李世、褚遂良，謂曰：‘我三子一弟，所為如是，我心誠無聊賴！’因自投於床，無忌等登前扶抱，上又抽佩刀欲自刎，遂良奪刀以授晉王治。”
去世
貞觀二十二年（648年）正月，唐太宗撰寫《帝範》十二篇頒賜給太子李治。貞觀二十三年（649年），唐太宗得了痢疾（一種傳染病），醫治最終無效（一說是服用天竺長生藥無效），命李治到金掖門代理國事。貞觀二十三年五月二十六日（649年7月10日），唐太宗李世民崩逝於終南山翠微宮含風殿內，享年五十一歲，在位二十三年，初諡文皇帝，廟號太宗，唐高宗上元元年（674年）加諡文武聖皇帝，唐玄宗天寶八年（749年）加諡文武大聖皇帝，天寶十三年（754年）加諡文武大聖大廣孝皇帝，安葬於唐昭陵（位於今中國陝西省禮泉縣東北50多里山峰上）。