626年7月2日（六月初四），李世民为求自保，率长孙无忌、尉迟敬德、房玄龄、程咬金、秦叔宝、张士贵等人在玄武门发动兵变，杀死李建成和李元吉。
626年9月4日（八月初九），李渊退位，李世民登基，是为唐太宗。
626年9月，东突厥颉利可汗得知唐朝权力变更，领兵十余万，进攻唐朝。25日（八月三十日），李世民与颉利可汗在长安城西郊的渭水便桥上，签署和平协议，双方斩杀白马立盟，颉利可汗率兵返回。
627年，东突厥的薛延陀、回纥等部落反叛颉利可汗，颉利派侄子突利可汗去*压镇**，突利兵败，遭到颉利可汗鞭打囚禁，突利可汗因此记恨叔叔颉利可汗。
627年，玄奘从长安出发，西行取经。
628年，唐朝出兵讨伐梁师都，梁师都被堂弟梁洛仁斩杀，归降唐朝，唐取得朔方军事要地。
628年，东突厥颉利可汗与突利可汗叔侄彻底反目，突利可汗派遣使者前往长安，表示要归降唐朝。
628年，东突厥薛延陀部落首领乙失夷男称可汗。
629年，李世民封薛延陀首领乙失夷男为真珠可汗，与薛延陀建立联盟关系。
629年8月19日，李世民派大将李靖、李绩等率10万大军，由山西、甘肃等地分路出击东突厥。
630年，唐军擒获颉利可汗，东突厥灭亡，颉利可汗被擒至长安。乙失夷男建立薛延陀汗国，臣服唐朝，接管了东突厥的领土。
633年，松赞干布建立吐蕃王朝，把都城从山南琼结，迁到逻些（今*藏西**拉萨），方便居中控制四方。
634年，吐谷浑侵犯唐边境，李世民派李靖、侯君集、李道宗、李大亮、契苾何力等率军攻打吐谷浑。
634年，吐蕃赞普松赞干布派使者赴长安与唐朝通聘问好，唐太宗派使臣前往吐蕃致意。松赞干布向使臣提出要娶一位唐朝公主。唐太宗没有同意。
635年，李道宗在库山（今青海湖东南）击败吐谷浑军，吐谷浑王伏允自缢而死，伏允的儿子伏顺率部投降唐军，吐谷浑归附于唐朝。
635年6月25日，唐高祖李渊驾崩。
637年，唐太宗李世民（39岁）驾幸洛阳宫，听说14岁的武则天“容止美”，遂召入宫，封为五品才人，赐号“武媚”。
638年，唐太宗册封薛延陀可汗乙失夷男的两个儿子拔灼和颉利苾为可汗，意在分化薛延陀的势力。
638年，松赞干布出兵吐谷浑、*党**项，直逼唐朝松州（今四川松潘），扬言若不和亲，便率兵大举入侵唐朝。唐军先锋部队牛进达击败了吐蕃军，松赞干布在唐将侯君集率领的唐军主力到达前，退出吐谷浑、*党**项等地，遣使谢罪，再次向唐朝请婚。
639年，薛延陀可汗乙失夷男欲除掉车鼻可汗阿史那斛勃，车鼻可汗被迫返回西北旧地，拥兵3万，统领原东突厥契骨诸部。
640年九月，李世民在西州交河城（今*疆新**吐鲁番西交河故城遗址），置安西都护府，管理西域地区军政事务。
640年，唐太宗封李氏为“文成公主”，李氏是宗室女，不是皇帝的亲生女儿。
641年，唐朝派江夏王、礼部尚书李道宗护送文成公主入吐蕃，松赞干布率群臣从吐蕃逻些（今拉萨）到河源附近的柏海（今青海玛多县境内）迎接文成公主，谒见李道宗，行子婿之礼。
643年，太子李承乾、汉王李元昌、城阳公主的驸马杜荷、侯君集等人谋反，事情败露，李承乾被废黜，李承乾坦承自己谋反是因为李泰图谋太子位。于是李世民决定，立其第九子晋王李治立为太子。
644年七月，李世民派兵进攻*句丽高**，战争持续一年，严重损害了*句丽高**的国力。
645年正月，玄奘西行取经，回到长安。
645年，薛延陀可汗乙失夷男去世，嫡子拔灼杀庶长子曳莽，拔灼继承王位，拔灼认为唐太宗正在东征*句丽高**，乘机攻打唐朝，拔灼战败逃走，后被回纥部落所杀。
646年，唐太宗决定彻底消灭薛延陀，安定北部，派兵攻打薛延陀，薛延陀汗国战败灭亡。
647年，唐太宗在漠北设置燕然都护府，但没有派兵驻守。薛延陀灭亡后，回纥部成为最强部族，最终建立了后突厥汗国。
648年四月，契丹首领曲据率部众归属唐朝。
648年四月，西突厥汗国大将阿史那贺鲁率部归附唐朝，唐太宗授予他左骁卫将军，安排他们住在庭州（治今*疆新**吉木萨尔县）莫贺城。
648年，唐军进驻龟兹国，将安西都护府移至龟兹国都城（今*疆新**库车），在龟兹、焉耆（今*疆新**焉耆西南）、于阗（今*疆新**和田西南）、疏勒（今*疆新**喀什）四城修筑城堡，建置军镇，由安西都护兼统，简称安西四镇。
649年7月10日，农历五月二十六日，唐太宗李世民驾崩，享年52岁，在位23年。太子李治即位，是为唐高宗。武则天与没有子女的嫔妃入长安感业寺为尼，她与新即位的唐高宗李治一直藕断丝连。
649年，归队唐朝一年多的，原西突厥汗国大将阿史那贺鲁得知唐太宗逝世，叛唐自立，夺取西州（治所在今*疆新**吐鲁番市高昌古城）和庭州。
649年，唐朝征讨原东突厥乙注车鼻可汗，其所属部落降唐。