在军事上，李世民多次对外用兵，先后平定突厥、薜延陀、回纥、高昌、焉耆、龟兹、吐谷浑等，由是唐朝声威远播，四方宾服。
经李世民君臣二十三年的努力，社会安定、经济恢复并稳定发展，对外武功显赫，至公元652年（唐高宗永徽三年），人口达到三百八十万户，奠下了唐高宗、武则天、唐玄宗年间大唐盛世的基础，史称贞观之治
帝范教子
公元643年（贞观十七年）四月，太子李承乾以谋反之罪被废，唐太宗遂将其第九子晋王李治立为太子，并对太子严加教管。晚年李世民着《帝范》一书以教戒太子李治，总结了他的施政经验，同时自评一生功过。
公元648年（贞观二十二年）正月，唐太宗将他撰写的《帝范》十二篇颁赐给太子李治，并对其告诫说：“你应当以古代的圣哲贤王为师，像我这样，是绝对不能效法的。因为如果取法于上，只能仅得其中，要是取法于中，就只能仅得其下了。我自从登基以来，所犯过失是很多的：锦绣珠玉不绝于前，宫室台榭屡有兴作，犬马鹰隼无远不致，行游四方供顿烦劳。所有这些，都是我所犯的最大过失，千万不要把我作榜样去效法。”
因病去世
公元649年（贞观二十三年），唐太宗生病（一说是服用天竺长生药导致暴疾），医治最终无效，命李治到金掖门代理国事。
公元649年7月10日（贞观二十三年五月廿六己巳日），太宗驾崩于终南山上的翠微宫含风殿。初谥文皇帝，庙号太宗，葬于昭陵。
公元674年（唐高宗上元元年）加谥文武圣皇帝，公元749年（唐玄宗天宝八年）加谥文武大圣皇帝，公元754年（天宝十三年））加谥文武大圣大广孝皇帝。政治
1.任用人才
李世民即帝位不久，按秦王府文学馆的模式，新设弘文馆，进一步储备天下文才。李世民知人善任，用人唯贤，不问出身，初期延揽房玄龄、杜如晦，后期任用长孙无忌、杨师道、褚遂良等，皆为忠直廉洁之士；其他如李积、李靖等，亦为一代名将。此外，李世民亦不计前嫌，重用建成旧部魏徵、王圭，降将尉迟恭、秦琼等，人才济济。又命高士廉、令狐德棻等人重修《氏族志》，着重立德﹑立言﹑立功，以功臣代替世胄；又通过科举，吸纳有才干的庶族士人，用科举代替门第。从而，寒门子弟入仕机会大增，为政坛带来新气象。此外，更接纳封德彝之议，命宗室出任官吏，以革除其坐享富贵的恶习。
2.从谏如流
李世民以隋炀帝拒谏亡国为戒，即位后尽力求言，他把谏官的权力扩大，又鼓励群臣批评他的决策和风格。其中魏徵廷谏了200多次，在朝堂上直陈皇帝的过失，在早朝时多次发生了使李世民尴尬、下不了台的状况。又如王圭、马周、孙伏伽、褚遂良皆以极谏知名。晚年的李世民因国富民强，纳谏的气度不如初期，偶尔也发生误杀大臣的遗憾，但是大致上仍克制、保有纳言的风范。
3.完善制度
李世民在位期间使隋制更趋于完善。如中央朝廷方面延续了三省六部制，特设政事堂，以利合议问政，并收三省互相牵制之效；地方上沿袭了隋代的郡县两级制，分全国为十个监区（道）。此外，行府兵制，寓兵于农；均田制、租庸调制、科举制等皆有所发展。
4.河清海晏
贞观时期在李世民的治理下，社会夜不闭户，道不拾遗。公元630年（贞观四年），全国判处死刑的囚犯只有二十九人。公元632年（贞观六年），死刑犯增至二百九十人。这一年的岁末，李世民准许他们回家办理后事，公元633年（贞观七年）秋天再回来就死（古时秋天行刑）。公元633年（贞观七年）九月，二百九十个囚犯全部回还，无一逃亡。那时的中国政治修明，官吏各司其职，人民安居乐业，不公平的现象较少，中国人心中没有多少怨气。丰衣足食的人不会为生存铤而走险；心气平和的人也不易走极端，因此犯罪的概率也就少之又少。
军事
公元628年6月3日（贞观二年四月二十六壬寅日），朔方人梁洛仁杀夏州割据势力首领梁师都，归降唐朝，唐朝统一全国。公元630年（贞观四年），李世民令李靖出师塞北，挑战东突厥在东亚的霸主地位。唐军在李靖的调遣下，灭亡东突厥，李世民因此被西域诸国尊为“天可汗”。
平定突厥之后，太宗继续经营西域，先后多次用兵。公元634年（贞观八年），吐谷浑寇边，太宗派李靖、侯君集、王道宗等出击，次年吐谷浑伏允可汗逃入沙漠，后为国人所杀，太宗另立吐谷浑国王。公元639年（贞观十三年），太宗以高昌王麴文泰西域朝贡，遂命侯君集、薛万彻等率兵伐高昌。次年，麴文泰病死，其子麴智盛继位，投降唐朝。太宗于是在高昌首府交河城置安西都护府，西域各国皆到长安朝贡。
公元645年（贞观十九年）二月，唐太宗以高句丽摄政弑主虐民为由，亲率六军，从洛阳北进，率兵攻打高句丽。但东渡辽水以后，由于遭到高句丽的顽强抵抗，唐军在安巿城（今辽宁海城南营城子）久攻不克，加之气候转冷，草枯水冻，粮草不继，兵马难以久留，只得下诏班师。在这之后，唐太宗对高句丽的进攻仅维持在一些小规模的突袭。
公元645年（贞观十九年），薛延陀首领多弥可汗拔灼开始和唐朝大军作战。公元646年（贞观二十年），唐军反击并打败拔灼后，薛延陀的附庸回纥出兵，将他杀死。拔灼的堂兄伊特勿失可汗咄摩支向唐军投降，薛延陀灭亡。
公元646年（贞观二十年），唐朝在漠北设立安北都护府，在漠南设立单于都护府，建立了南至罗伏州（今越南河静）、北括玄阙州（后改名余吾州，今安加拉河地区）、西及安息州（今乌兹别克斯坦布哈拉）、东临哥勿州（今吉林通化）的辽阔疆域。
经济
李世民在经济上实行均田制和租庸调制，使农民有可能安定生产，耕作有时，促进了经济的发展。重视农业，减轻农民赋税劳役。“戒奢从简”，节制自己的享受欲望；革除“民少吏多”的弊政，利于减轻人民的负担。
贞观时期是中国历史上少有的不歧视商业的王朝，不但不歧视，还给商业发展提供了许多便利条件，这进一步地体现了李世民将眼光放到很远。在李世民政府的倡导下，贞观王朝的商业经济有了迅速和长足地进展，新兴的商业城市像雨后春笋般地兴起。当时世界出名的商业城市，有一半以上集中在中国。除了沿海的交州、广州、明州、福州外，还有内陆的洪州（江西南昌）、扬州、益州（成都）和西北的沙州、凉州。首都长安和陪都洛阳则是世界性的大都会。
自汉开辟的“丝绸之路” 一直是联系东西方物质文明的纽带，唐朝疆域辽阔，在西域设立了安西四镇，西部边界直达中亚的石国（今属哈萨克斯坦），为东西方来往的商旅提供了安定的社会秩序和有效的安全保障，结果丝稠之路上的商旅不绝于途，品种繁多的大宗货物在东西方世界往来传递，使丝绸之路成了整个世界的黄金走廊。
文化
贞观初年，李世民诏令在全国范围内收集图籍，在弘文殿聚四部群书20余万卷，在弘文殿旁建“弘文馆”以储图籍。并任命虞世南、褚无量、姚思廉、欧阳询等充任学士，以魏徵、虞世南、颜师古等着名学者、硕学之士相继为秘书监，主管国家的图书馆和藏书事业，选五品以上工书者为书手，又在弘文馆设立检校馆藏的官员，将缮写、整理、校勘图书，藏于内库，以宫人掌管。官府藏书机构除“弘文馆”外，另有“史馆”、“司经局”、“秘书省”和“崇文馆”等，其藏书质量和数量远远超过前代，史称“群书大备”。晚年因连年用兵，营造宫殿，杂税日益苛重。
民族
唐王朝建立之初，东有稽胡的扰边，西有吐谷浑的威胁，北有突厥的侵袭，尤以奴隶主贵族统治的突厥武装曾直逼唐廷首都长安（今西安）的近郊，成为当时的主要威胁。李世民即位后，经过三、四年的认真努力，国家的经济实力有了明显的好转，政权得到一定的巩固，便对突厥的骚扰从防御转入反击。但是同时对它周边的少数民族采取怀柔政策。
公元626年（武德九年）九月，即位伊始的唐太宗说：“王者视四海如一家，封域之内，皆朕赤子。”公元627年（贞观元年），又说：“朕以天下为家。”公元644年（贞观十八年），又说：“夷狄亦人耳，其情与中夏不殊。人主患德泽不加，不必猜忌异类。盖德泽洽，则四夷可使如一家；猜忌多，则骨肉不免为仇敌。”公元647年（贞观二十一年），又说：“自古皆贵中华，贱夷狄，朕独爱之如一，故其种落皆依朕如父母。”
唐太宗的这种认识和思想，显示了处理民族关系和中外关系的仁和宽厚的胸怀。在这种思想和胸襟指导下，贞观时期推行了十分开明友善的民族关系和中外关系政策。
公元630年（贞观四年），唐朝灭亡东突厥汗国后，没有采取历史上惯用的分离肢解措施，而是采取了“全其部落，顺其土俗”之策，尊重和保留突厥的社会组织和风俗习惯，在东起幽州（今北京）西至灵州（今属宁夏）一带，设置了顺、佑、化、长四州都督府妥善安置归附突厥降户，又在突厥原居地设置了定襄、云中两都督府对突厥留居民众实施管理。这些都督府的都督均由突厥本族首领担任，可以世袭，创立了新的羁縻府州制度。开明友善的政策很快就取得了良好成效。
公元647年（贞观二十一年），唐太宗被回纥等族拥戴为“天可汗”，成为各族的共主和最高首领，各族在回纥以南、突厥以北建立了一条“参天可汗道”，“置六十八驿，各有马及酒肉，以供过使”。从此以后，“以玺书赐西域、北荒之君长，皆称‘皇帝天可汗’。诸蕃渠帅死亡者，必诏册立其后嗣焉”，形成了少数民族政权首领例由唐廷册封的制度。唐太宗还实行了与吐蕃等少数民族政权和亲的政策，以婚姻亲情的方式协调强化与周边各民族的关系。开明友善的民族关系政策和制度在唐代的长期实施，大大减少了汉族和少数民族间的隔阂，增强了各民族间的广泛互补和血肉融合，实现了多民族共同发展进步的宏大局面。正是在唐代，中华民族新的代称——“唐人”形成，奠定了现代中华民族的基础。
外交
中外关系方面也迅速出现了繁盛景况。贞观后期，“四夷大小君长，争遣使入献见，道路不绝，每元正朝贺，常数百千人”。
吐蕃
公元641年（贞观十五年）正月，唐太宗在吐蕃赞曾（即君长）松赞干布的多次请求下，答应将宗女文成公主嫁给他，并派礼部尚书、江夏王李道宗护送公主入藏。松赞干布闻讯大喜，亲自从首都逻些（今西藏拉萨）来到河源（今青海鄂陵湖西），以子婿之礼接见李道宗。从此，吐蕃和唐朝结为甥舅关系，相互学习，友好相处。
印度
根据《大唐西域记·卷五》记载，贞观年间唐僧陈玄奘在印度取经，游学十余年，引起了北印度一位国王的注意，这位国王是北印度戒日王朝的开创者，亦称戒日王。
印度的戒日王对远道而来的唐僧说起了自己所了解到的唐朝的信息：“听说你们的天子叫秦王，少年时就见识非凡，长大后英明神武。先前天下大乱，国家分崩离析，战争频仍，生灵涂炭。你们的秦王早就有了远谋大略，兴慈悲之心，救苍生，平海内。其风俗教化和大德恩泽遍布海内外，四方仰慕称臣。老百姓十分感激，于是演奏歌唱《秦王破阵乐》。我们这边听到关于他的赞颂，已经很久了，关于他的盛德声誉，请问都属实吗？你所说的大唐国，就是指秦王的国家吗？”
这番话透露出戒日王对隋唐时期的政治军事形式还是有所了解的，他知道隋末天下大乱，也知道秦王李世民是大唐王朝的开创者之一，而且是年少时就起事，在隋末纷争中，以自己的英明神武平定群雄，在创立大唐国的过程中居功至伟。更有趣的是，他还知道贞观年间流行音乐排行榜上有一首叫《秦王破阵乐》的歌曲。当然，毕竟通讯手段有局限，戒日王对于李世民身份的认识，还停留在秦王这个封号上。
戒日王谈起李世民的时候，有一种很亲切的感觉。其实，李世民和戒日王还经常派使者互动。
晚年的李世民开始追求长生，服食丹药。李世民对古印度方士的到来十分欢喜，厚礼相待，请至金飚门宫内配制丹药。还命兵部尚书崔敦礼率一批人马，协助古印度方士炼丹。总评
唐太宗李世民的文治武功，自古就为人所津律乐道，颂扬备至。学界对他的雄才伟略和他对中国历史所作出的重大贡献都给予积极的肯定。李世民是一位有作为的政治家和军事家，在反隋建唐的斗争中起着领导作用，唐太宗玄武门之变的胜利，在客观上对唐初社会历史的发展起着积极作用。唐太宗不歧视少数民族，除对突厥的侵扰用兵外，主要是采用怀柔的政治手段处理民族问题，方法妥当，政策开明，有利于民族的团结和国家的统一。
历代评价
《旧唐书》：“臣观文皇帝发迹多奇，聪明神武。拔人物则不私于党，负志业则咸尽其才。所以屈突、尉迟，由仇敌而愿倾心膂；马周、刘洎，自疏远而卒委钧衡。终平泰阶，谅由斯道。尝试论之：础润云兴，虫鸣螽跃。虽尧、舜之圣，不能用檮杌、穷奇而治平；伊、吕之贤，不能为夏桀、殷辛而昌盛。君臣之际，遭遇斯难，以至抉目剖心，虫流筋擢，良由遭值之异也。以房、魏之智，不逾于丘、轲，遂能尊主庇民者，遭时也。况周发、周成之世袭，我有遗妍；较汉文、汉武之恢弘，彼多惭德。迹其听断不惑，从善如流，千载可称，一人而已！”
《新唐书》：“甚矣，至治之君不世出也！禹有天下，传十有六王，而少康有中兴之业。汤有天下，传二十八王，而其甚盛者，号称三宗。武王有天下，传三十六王，而成、康之治与宣之功，其余无所称焉。虽《诗》《书》所载，时有阙略，然三代千有七百余年，传七十余君，其卓然着见于后世者，此六七君而已。呜呼，可谓难得也！”
吴兢：“太宗时政化，良足可观，振古而来，未之有也。”
刘文静：“此非常人，豁达类汉高，神武同魏祖，年虽少，命世才也。”