贞观年间，唐太宗不仅在国内取得了太平盛世的局面，而且其天威直贯东南亚大片地域。他经略四夷，降东突厥，平薛延陀，征高丽，服吐蕃，平回纥。其武功彪炳，使唐之国威播于四方，远超秦汉。因为他罕世的辉煌武功，四方各地的族长、酋长、大汗、国王等共称太宗为“天可汗”，即“天下大帝”。（西北各族称其君主曰可汗）
平定突厥和薛延陀爱之如一
早在玄武门之变后，突厥颉利可汗就乘唐朝内乱，大举入侵。太宗派遣尉迟敬德出战，大败突厥。不久，颉利再次入侵，到达渭水便桥，并遣使臣到长安示威。太宗于是亲率六骑到渭水，与颉利隔河相会，数颉利背弃盟约，这时唐朝大军亦陆续到达。颉利见唐军强盛，认为无隙可乘，于是与太宗议和，随即北归，这就是“便桥会盟”。
贞观四年（630）三月，唐将李靖、李绩大败突厥，俘获了颉利可汗，东突厥灭亡，唐朝的版图扩大到了今天的贝加尔湖以北，原属突厥的部落有的北附薛延陀，有的西奔西域，其余投降唐朝的尚有十多万人。
如何处理这十多万突厥降众，唐太宗召集朝臣商议。大多数朝臣认为，北方的游牧民族自古以来就是中原地区的严重边患，今天有幸将其灭亡，应该将他们全部迁到黄河以南的内地居住，打乱他们原来的部落组织和结构，分散杂居在各个州县，引导他们耕种纺织。这样，就可以使原来桀骜不驯的游牧民族变成易于制服的内地居民，使塞北之地永远空虚。亦有人提出，少数民族弱则请服，强则叛乱，向来如此。应该将他们驱赶到草原之上，不可留居内地，以绝心腹之患。
只有中书令温彦博力排众议，主张将突厥降众迁居到水草丰美的河套地区居住，保全他们的原有部落，顺从他们的生活习俗，这样既可以充实空虚之地，又可以加强北边的边防力量。最后，他指出：“天子对万事万物，应该像天覆地载一样，无有遗漏。今天突厥在穷困潦倒之时归降于我，能将他们拒之于外而不予接受吗？”唐太宗十分赞成温彦博的建议，并补充说：“自古以来都是贵中华而贱夷狄，只有我对他们都是爱之如一的！”于是，太宗在河套地区设立了定襄和云中两个都督府，统领突厥降众。对于愿意归附的各级酋长，都拜为将军、中郎将，布列朝廷，五品以上的少数族官员就有一百多人，几乎占到了全部朝臣的一半左右，相继迁入长安居住的有将近万家。
唐太宗的这个政策，很快得到了周边很多民族的拥护和爱戴，他们纷纷将唐太宗尊为“天可汗”，敬若神明。
东突厥灭亡后，漠北薛延陀继续居于该地。644年，唐太宗趁薛延陀汗国发生内乱出兵，其战败而降唐。自此，唐朝北部边患暂时解除。
史书记载，当李靖消灭东突厥的消息传入京城时，太宗禁不住内心的激动和兴奋，说道：“当年太上皇为了百姓，向突厥屈服称臣。那时朕痛心疾首，誓灭突厥于有生之年。如今只劳一军出征，便生擒其首领入京，尽洗当年大唐耻辱。”所有大臣不禁高呼“万岁！”
东突厥亡后，唐政府在东起幽州、西至灵州（宁夏灵武县西南）一带，设置了顺、佑、长、化四个都督府，以安置内附的十多万突厥人。唐政府又把颉利可汗所统辖的今内蒙古地区，东面置定襄都督府，西面置云中都督府，下面设六个州，任用原来的突厥酋长为刺史，来管理当地的突厥部落。当时，突厥人迁居长安的近万家，突厥贵族被唐朝任命为将军、中郎将等五品以上官吏的达百余人。
平定西域之战
平定突厥之后，太宗继续经营西域，先后多次用兵。贞观八年（634），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。
贞观十三年（639），太宗以高昌王曲文泰西域朝贡，遂命侯君集、薛万彻等率兵伐高昌。次年，高昌王病死，其子智盛继位，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。
征服高丽之战
贞观十九年（645）二月，唐太宗以高丽执政泉盖苏文弑主虐民为由，亲率六军，从洛阳北进，率兵攻打高丽。但东渡辽水以后，由于遭到高丽的顽强抵抗，唐军在安市城（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。