贞观十四年，吐蕃王松赞干布仰慕大唐文明，派使者禄东赞到长安与唐朝通聘
唐太宗的固执己见
在消灭中亚霸主后，唐太宗将目光转向西域，而且以虚心纳谏而著称的唐太宗在出兵问题上一反常态，几乎到了固执己见的程度。
公元年，李渊建立唐王朝。此时的大唐面临内忧外患，内有窦建德、王世充等割据势力；外有强盛且一直想效仿北魏道武帝入主中原的东突厥。李渊对外奉行“远交近攻”之策，交好西突厥，对东突厥则采取隐忍防御之策，曲尽礼节，集中精力整合内部。武德九年（年），东突厥在玄武门之变后突袭至距首都长安仅40里的泾阳，而后一路挺进，陈兵二十万兵于渭水北岸，威胁长安。当时京师震动，唐太宗李世民设疑兵之计，亲率高士廉、房玄龄等6人在渭水隔河与颉利可汗对话，怒斥颉利、突利二可汗背约。不久后唐军赶至太宗背后，颉利可汗见到唐军“军容大盛”，又得知大将执失思力被擒，由是大惧。双方在渭水便桥上斩杀白马重新立盟。
唐太宗唐太宗夜袭东突厥
虽然一场入侵消弭无形之中，唐太宗一直将其视为耻辱，隐忍退让只是权宜之计。贞观三年（年），经过十几年的励精图治，唐王朝国力渐盛，此时东突厥内乱已久，唐太宗命令兵部尚书李靖统率十万大军分六道出击。作为前锋主将的苏定方率领两百骑兵夜袭东突厥，亲手生擒了东突厥可汗，导致东突厥军心大乱，为后面彻底攻灭东突厥铺平了道路。越明年，突厥酋长纷纷请降，太宗创羁縻府州制度，其长官由部族首领世袭，唐朝拓地自阴山北至大漠。得到漠北后，唐太宗将目光转向了西域。在吸收东突厥残部后，西突厥已成为中亚霸主，太宗乘西突厥内乱，伸其腕于玉门关外，由近而远，自东征西，将西域诸国次第收入版图。不过广征领土不是唐太宗的目的，贞观十三年，太宗欲出兵高昌“公卿近臣皆以行经沙碛万里用兵，恐难得志，又界居绝域，纵得之，不可以守，竞以为谏。”结果“太宗皆不听”，令侯君集出兵高昌。平定高昌后，太宗欲以其国为州县，在其地设西州都护府，治所在西州。同年9月在交河城设安西都护府，用以针对西突厥。再次遭到公卿反对，魏征认为太宗此举是为了惩治高昌王麴文泰几次背叛唐王朝，其人既死当招抚其子。褚遂良也反对，他认为出兵高昌已经造成河西供役的困难，应效仿治理吐谷浑的方式，“今宜择高昌可立者立之，召首领悉还本，长为藩翰。”结果同样遭到拒绝。
平定高昌唐太宗经营西域的苦心孤诣
高昌国故地在今新疆吐鲁番地区，天山北麓和南麓的出口都经过这里，是连接内地中原王朝与西域地区游牧民族的要道，与鄯善、伊吾同被称作“西域之门户”。该文称出兵高昌建立西州，不仅为唐朝提供了经营西域的前沿根据地，而且第一次将丝绸之路的门户高昌纳入中原王朝的建制之内，使其成为大唐领土的一部分。更为关键的是，唐太宗高昌、西域是华夏的腹心与根本，只有有效控制西域，才能在内陆欧亚大背景下达到“边鄙无虞”、“中外乂安”。在拥有了高昌后，疏勒和于阗归附唐朝，使唐朝完全控制了西域。贞观十九年，占据漠北的薛延陀率军攻进唐朝，次年反被唐军击败，薛延陀灭亡后，唐朝在漠北设立安北都护府、在漠南设立单于都护府。至此，威胁中原王朝的游牧民族均已在唐王朝的统治下。贞观二十一年，北方蕃族将原属于突厥的天可汗称号让于唐太宗，各族在回纥以南、突厥以北建立了一条“参天可汗道”，正如太宗《正日临朝》所作那般“百蛮奉遐赆，万国朝未央。虽无舜禹迹，幸欣天地康。车轨同八表，书文混四方。赫奕俨冠盖，纷纶盛服章。”从此，丝绸之路再度兴盛，敦煌、阳关、玉门这些地方成为当时“陆地上的海市”。唐朝接替突厥掌控了整个西域之后吐蕃王朝开始兴起，贞观二十一年，王玄策受命在出使南亚地区期间，从吐蕃和泥婆国借兵讨伐中天竺阿罗那顺，大获全胜。唐的政治影响力跨越葱岭向西南拓展。
唐太宗出兵唐朝势力在西域逐渐稳固后，太宗将注意力转向高句丽
贞观十六年，高句丽东部大人渊盖苏文杀死荣留王后立高藏为王并自封为“大莫离支”摄政，这给了唐太宗出兵的口实。为征讨渊盖苏文和保护唐朝的盟友新罗，贞观十八年，唐太宗率领李世勣、李道宗、张亮和长孙无忌统军10万亲征高句丽。然而在渊盖苏文的指挥下，唐军始终无法突破安市（今辽宁鞍山）。贞观二十一年以及贞观二十二年，唐军又先后从陆海发起进攻，均未成功。贞观二十三年，随着唐太宗的去世，东征高丽不仅告一段落，西域形势也骤然改变，曾经臣服于“天可汗”的突厥部落不甘心于被唐王朝所控制，西域诸部族与吐蕃王朝联合，龟兹和突厥多次掀起叛乱，严重威胁着唐王朝西北边疆的安全。
唐高宗唐高宗继位后对西域采取了一连串军事行动进行严厉打击，永徽二年（年）安西都护府迁回高昌。高宗显庆二年（年）十一月，唐将苏定方在碎叶水平定阿史那贺鲁的反叛，从而平定了西突厥。显庆三年五月（年），安西都护府又迁到龟兹（今库车），安西都护府升格为大都护府，恢复设立安西四镇龟兹﹑焉耆﹑于阗﹑疏勒。唐高宗改变太宗时只重军事而轻行政管理的做法，在突厥故地分设濛池、昆陵两个都护府，并将其附属小国分别设置州府，西境直抵波斯（现伊朗北部），都隶属于安西大都护府，使这一带都置于唐朝的羁縻统治之下。显庆五年（年），位于葱岭以西的西突厥都曼部降唐，朝廷派人去该部巡查。高宗龙朔元年（年），又派遣吐火罗道置州县使王名巡视葱岭以西，在于阗以西、波斯以东十六国设置十六都督府，统辖80个州，个县，个军府，并在吐火罗立碑记述此事。在此时，安西大都护府的管辖地包括安西四镇、濛池都护府、昆陵都护府（西突厥故地）、昭武九姓、吐火罗乃至波斯都督府，大体相当于今日新疆与中亚五国、阿富汗，伊朗东北部的总和，与阿拉伯帝国的倭马亚王朝接壤（白衣大食）。
大唐版图尽管在西域频频动兵，唐高宗更注重对高句丽的军事行动
永徽年间，高句丽不断联合靺鞨、百济骚扰新罗及唐朝边疆，当时新罗为了取得唐朝支持，积极向唐朝靠拢，并举诉百济、高句丽联兵侵罗，新罗危在旦夕。百济则采取联络高句丽、日本以防唐朝的策略。显庆五年，百济恃高句丽的援助，多次侵略新罗，新罗王春秋上表求救于唐朝。唐朝以左武卫大将军苏定方为神丘道行军大总管，率左骁卫将军刘伯英等水陆十万军队伐百济。以新罗王春秋为嵎夷道行军总管，率新罗之众。虽然百济动用全国兵力来交战，但联军大破百济，百济王义慈及太子隆、次子以及各城都投降于唐军。百济有五部、37郡、城、76万户，唐朝将百济故地纳入唐羁縻府州体系，设置熊津等五都督府。唐朝攻灭百济使高句丽失去一个军事盟友，高句丽侧翼完全暴露在唐朝的直接攻击之下，高句丽侧翼也失去了战略防御屏障。这之后，唐朝乘胜追击，对高句丽发起攻击。但一直到渊盖苏文去世，引发家族内部斗争后，唐朝依靠叛逃的渊盖苏文长子渊男生告知的情报，才不算顺利的征服了高句丽。唐高宗总章元年（年）十一月，唐灭高句丽，次年，唐朝建立熊津都督府、安东都护府管理百济和高句丽故地。至此，唐朝疆域东起朝鲜半岛，西临咸海，北包贝加尔湖，南至越南横山，成为万平方公里的帝国。