武则天的统治，从弘道元年（683）十二月高宗驾崩开始，直至神龙元年（705）正月中宗复位结束，历时二十一年。这个时期农业生产状况如何呢？当武则天从高宗手中接过全部大权的时候，长安、洛阳两个都市刚刚遭受过一场严重灾害的侵袭。永淳元年（682）四月，高宗由于关中闹饥荒，米每斗三百文，离开京师长安，赴东都洛阳，“时出幸仓猝，扈从之士有饿死于中道者。”五月，东都又遭水灾，河水泛滥，淹没居民千余家。关中先水灾，后又发生旱、蝗灾害，接着又发生疾疫，百姓死亡众多，米每斗涨价至四百文，“两京间死者相枕于路，人相食”。外地的经济状况也不太景气。
光宅元年（684）秋七月，“温州大水，搬迁了四千余家”，八月“栝（括）州大水，搬迁了二千余家”。连绵不断的灾害威胁着刚刚掌握政权的武则天。武则天如果不能度过自然灾害带来的严重困难，她的政权就有立即被政敌颠覆的危险。
劝课农桑武则天是非常重视农业生产的。早在上元元年（674）当皇后时，她就曾向高宗建言十二事，其中第一条就是“劝农桑，薄徭赋”。当她在亲自执政以后，在《臣轨》一书中就有说：“然俱王天下者，必国富而粟多，粟生于农，故先王贵之。田垦则粟多，粟多则人富。”她懂得“建国之本，一定在于农业的发展”，“家足人足，则国自安焉。”垂拱二年（686）四月，武则天将所撰农书《兆人本业记》发给各个州来京都的朝集使，颁行天下。从此以后唐朝历代皇帝都推崇武则天的这部农书，“每年二月一日，以农务方兴，令百僚具则天大圣皇后所删定《兆人本业记》进奉”，成为必须衽的规定，足见其影响是很大的。为发展农业生产，武则天以境内农田状况作为奖惩官吏的标准。刚在这个圾代建立初，即规定州县境内，“田畴垦辟，家有余粮”，则升奖其官吏；如“为政苛滥，户口流移”，则必加处罚，“轻者年终贬考，甚者非时解替。”
放免部分奴婢奴婢制度，是长期以来形成的落后制度。隋唐时期，这种制度渐趋衰落，但唐初仍有大量奴婢存在，而且大多数都是宗室贵族所占有。唐高宗
显庆二年十二月述：“放还奴婢为良及部曲客女者听之。”但是收效甚微，宗室贵族依旧如此占有许多奴婢，如越王贞的家僮奴婢其中能打仗的就有一千余人。武则天认为这种情况有百害而无一利，“于是只准许王公以下按照身份占有一定数量”，即只准许王公以下按照身份占有一定数量的奴婢、部曲，其余一概放其免于做奴婢。对于所占奴婢、部曲、客女，也要登记年龄、姓名，造为帐册，命令不许随意杀害奴婢、部曲、客女。奴婢死了，还要向官府报告。
此外，登基前后，还允许奴婢告主。万岁通天元年九月，“士庶家僮仆，有骁勇者，官酬主直，令讨击契丹。”
从上述情况来看，武周时期不仅奴婢的数量减少了，而且身份也有所提高。
这对于农业生产的发展是一个极有利的因素。
实行屯田、营田为发展农业生产，武则天首先在边远地区实行军事性屯田、营田。其中以娄师德、郭元振等人的成绩最为显著。娄师德，农民出身，长大后考中进士。上元初（674），担任监察御史，后因从军讨伐吐蕃有功，升殿中待御史，兼河源军（在今青海省西宁市）司马，并知道营田地的事情。天授初（690），累授左金吾将军，并兼任丰州（治所在今内蒙古五原）都督，仍依旧知营田地的事情。他“率领士兵种田，积谷数百万，兵以饶给，无转饷和籴之费”。武则天下旨慰劳说：“自卿受委北陲，总司军任，往返灵（灵州，治所在今宁夏灵武）、夏（夏州，治所在今陕西靖边北），检察屯田的效率，收率既多，京坻遽积。不烦和籴之费，无复转输之艰，两军及北镇兵数年咸得支给。”以前靠征购粮食供应军队需要，转运艰苦，劳民伤财，现在靠屯田积谷即可支撑军队粮食多年。因此武则天极为高兴，不久任娄师德为宰相。她对娄师德说：“王师外镇，必藉边境营田”，并且让他兼任河源、积石、怀远等军及河、兰、鄯、廓等州检查营田效率的大使。
神功元年（697），又让娄师德担任陇右诸军大使，仍检校河西营田事。在武则天的信任和支持下，娄师德对河源军等地农牧业的发展，极大的促进了当地的发展。
郭元振也是进士出身，才兼文武。大足元年（701）武则天任郭元振为凉州都督、陇右诸军大使。在这之前，凉州（治所在今甘肃武威）封界南北不过四百余里，突厥、吐蕃经常侵扰至城下，使百姓受到很大的伤害。元振始于南境硖石
设置和戎缄，北界碛中又设置白亭军，控制其交通要道，开拓周边领土方圆千里，从此突厥，吐蕃不敢深入侵扰。
郭元振又令甘州（治所在今甘肃张掖）刺史李汉通“开置屯田，尽量利用水陆之利”。旧凉州粟麦每斛贵至数千文，自汉通开垦屯田，连续几年获得丰收之后，粮价下跌，以至于一匹绢能买粟麦十斗，积军粮可供数十年。郭元振在凉州五年，军威大振，发展生产，“牛羊被野，路不拾遗尹”因此史家称誉“唐兴以来，善为凉州者，郭位于最重要地位”。
兴修水利为发展农业生产，武则天还注意兴修水利。在她统治时期，地方水利建设蓬勃兴起，仅据《新唐书·地理志》记载，就有以下十九项水利工程：
文明元年（684），陵州（治所仁寿，在今四川仁寿县）籍县令陈充复置汉阴堰，引汉水灌溉田地二百顷。
光宅元年（684），朗州刺史胡处立在武陵县（今湖南常德市）北开凿永泰渠，以此沟通漕运。
垂拱初（685），关中虢县（今陕西宝鸡县）西北原有升原渠，引入济水至咸阳。此时又引岐、陇水流入京城长安。
垂拱四年（688），绵州巴西县（在今四川绵阳市东）长史樊思孝、县令夏侯爽在廪有水渠基础上开广济陂，引入水流灌溉田地百余顷。
同年，在泗州涟水（今属江苏）开通新漕渠，南连淮水，以通海、沂、密等州。
载初元年（689），在汴州开封县（今河南开封市）开凿湛渠，引导汴水注入白沟，经漕运曹、兖二州赋租。
载初中（689-690），冀州衡水（在今河北衡水之西）县令羊元圭引漳水北流，贯注护城壕，名羊令渠。
如意元年（692），在关中虢县东北十里开凿高泉渠，引导水流进入县城。
长寿元年（692），桂州临桂县（在今广西桂林市西南）修筑相思埭，一分相思水向东西流。
延载元年（694），冀州南宫县（在今河北南宫县西北）开通利渠，以便于灌田。
证圣中（695），在楚州（治所山阳，在今江苏淮安市）宝应县西南八十里，
开凿白水塘、羡塘，设立屯田制度。
万岁登封元年（696），杭州富阳（今浙江富阳）县令李睿，位于县城北十四里的阳陂湖南维修堤坎，“东白海，西至于苋浦，以捍水患”。
圣历初（698），郎州武陵县令崔嗣业于县北开津石陂，灌溉田地数百顷。崔嗣业又于县东修槎陂，用以溉田。
大足元年（701）六月，在东都立德坊南，开洛漕新潭，安顿到诸州租船。
长安初期（701 年十月以后），在彭州导江县（今四川灌县）修建小堰，用以灌溉农田。
长安中期（701-704），青州北海县令窦琰在故营丘城（今山东昌乐县东南）东北修理渠道，引导白浪水曲折三十里用来灌溉田地，叫做窦公渠。
还有一项水利工程，开凿年代不清楚。历史记载，武则天为皇后时，长安刘易从在彭州九陇县、唐昌县（今四川彭县及其西南一带）决唐昌县沲江，“开凿山川引进流水，合堋口、壤岐水溉九陇、唐昌田，民为立祠。”
水利建设是农业发展的命脉。武则天时期地方水利事业非常的兴旺，肯定会促进农业生产的发展。
继续推行均田制为了发展农业生产，武则天继续推行均田制。毫无疑问，在唐代任何情况下都应该以均田制的是否推行作为判断生产发展与否的标准。均田制作为一种土地制度，与其它任何社会经济制度一样，都会经过产生、发展和消亡的过程。历史证明，均田制从北魏崛起的时候，历经北齐、北周、隋代，直到唐代的前期，它是适应生产力发展的一种比较完整的土地制度。它曾给贞观、永徽时期带来社会经济的恢复和发展。因此唐太宗大力推行它，高宗竭尽全力维护它，曾下令禁止买卖口分田和永业田。现在以敦煌的资料为案例，说明武则天统治时期，确实非常有效地推行过均田制。
按照唐朝的制度：“凡男女刚生下来为黄，四岁为小，十六为中，二十有一为丁，六十为老”，“丁男中男以一顷（中男年十八以上者，亦依丁男给），老男笃废疾以四十亩，寡妇及妾室以三十亩，如果是户者，则减丁之半。凡是田地分为二等，一曰永业、一曰口分。丁之田二为永业，八为口分”，这是均田制的主要内容。
关于赋役，唐前期主要是租庸调及杂徭，规定凡受田的丁男每年向国家交纳
粟二担，称作租；交纳绢二丈、绵三两或布二丈五尺、麻三斤，称作调；每个人每年服徭役二十天，如不服役，每天需要交纳三尺或布三尺七寸五分。
邯寿寿一户一共有一丁一寡，应受田一顷三十亩，另有一亩园宅地，因此所记“合应受田壹顷叁拾壹亩”，正与唐朝制度符合。至于已受田仅四十四亩，尚有八十七亩未受，实受数不足应受数之半，这在唐朝亦是普遍存在的。许多地区所耕之田，一户不能超过十亩、五亩。
唐太宗曾亲自察看狭乡灵口（今陕西临潼东）均田制实施情况，每个人受田才三十亩，不到法定的三分之一。唐代沙州敦煌县属人多地稀的狭乡，在武则天时每丁受田只达到法定的三分之一，这是很正常的。当然，百姓不论受田多少，每丁必须按规定向唐王朝交纳租税。敦煌属产布之县，邯寿寿一户有一丁，交纳布二丈五尺、麻三斤、租二石，完全符合唐朝制度。
张玄均一户共二丁一寡，应该授于田二顷三十亩，另有一亩园宅地，因此所记“合应受田贰顷叁拾壹亩”，亦正符合唐朝田地的制度。其中曲亩永业田已受足，口分田欠一顷五十五亩，未受一亩园宅地，因此“一顷五十六亩未受”，也完全属于实情。由于户主与其弟皆为上柱国子，所以虽为应该纳税的农民但暂时可以不输纳，这也是唐朝所明文规定的。
从以上两户受田者的记载可知：武则天在西部边陲沙州敦煌县确实曾任推行过均田制，而且严格按照唐代田地的制度办事，在户籍中有详细记载。那么不言而喻，武则天在内地推行过均田制。有人认为武则天破坏了均田制，这是缺乏应有的事实根据。
正因为武则天重视农业生产，又采取了奖励开田辟地，广开屯田，兴修水利，推行均田制等措施，所以在她统治的二十一年中，从总体来说，农业生产是比较发展的。
其一，人口显著增加。永徽三年（652）唐有户三百八十五万，至神龙元年（705）武则天去世时，有户六百一十五万六千，有人口三千七百一十四万，五十多年间，人口几乎增加了一倍。
武则天统治时幅员辽阔，人口已比以前增加。武则天还采取人口增殖的措施，令“天下百姓，皆须嫁娶以时，勿使外有旷夫，家里有孤儿寡女”。如果政府没有足够的粮食储备，武则天会这样做吗？其二，国家粮食储备丰富。首先，国家
仓库里储备了丰富的粮食。陈子昂说：“太原蓄钜万之仓，洛阳仓库积累了天下的粮食，国家之宝，斯为大矣。”杨齐哲说：“神都帑藏，累积数年充实，淮海漕运，日夕流衍。”张说也曾说，神都帑藏储粟，积年充实。
陈子昂还说，仅江、淮南两州租船就有数千艘，载粮百余万斛。他们都是当时人谈当代事，应该属于真实可信的。1971 年考古工作者在洛阳发掘隋唐含嘉仓时，仅一窖中就发现了的一大堆炭化谷子，估计存放时就可能达到二十五万公斤左右。根据从窖中发现的许多刻有“天授”、“长寿”、“万岁通天”、“圣历”等年号的刻有铭号的砖推断，这堆谷子绝大部分是武则天时期储藏的。这就足以证明，在武则天时期国家的仓库里确实装满了粮食。
其次，各地方州县储备的粮食也很多。唐朝时期平常仓库多用和籴粟储存，以备急需。而武则天登基后不久，便于证圣元年（695）三月二十一日下令“州县军司府官等，不得辄取和籴物，亦不得派人冒名顶替代取”，使州县和籴粟受到国家保护。当时正是和籴制度不断全面推广的时期，因此起了一定的积极作用。
唐代设义仓始于贞观二年太宗采纳戴胄的建议，每亩纳粟二升。交于州县为收益不好之年准备。后来一直到“高宗、武太后数十年间义仓不许杂用”，严格遵守储备粮食以备饥荒的原则。酷吏来俊臣滥用御史中丞的职权，希望用蓝田县义仓米数千石偿还私债，因受到县令薛讷的抵制未能得逞。这说明当时义仓粟是不许私人侵吞或挪动为他人所用，也说明当时州县确实储藏有大批量的义仓粟。
由此可见，在武则天统治时期，不仅神都、太原等地方官方仓库储粮丰富，而且存放在州县的和籴粟、义仓粟也都装满了仓库。。在人口不断增加的情况下，还有这么多的粮食储备，这只能说明农业生产较为发展。
农业的不断发展促进了手工业的发展。唐代掌握和管理手工业的中央机构主要是少府监、将作监等。武则天光宅元年（684）改少府监为尚方监，分中尚、左尚、织染、掌治等五处等级；改将作监为营缮监，掌管泾营构建宫室房屋，制作砖瓦等。当时采矿业也是很发达。除国家开采外，同时也允许私人经营。规定“凡天下诸州出铜铁之所，听任私人开采，官府负责收取税收”。当时称颂武周德政，立天枢，铸九鼎，消耗大量铜铁。
武周时期虽然在一定程度上限制民间织绵，但纺织业特别是丝织业仍有一定的发展，主要由官府经营。据《唐六典》卷七《尚书工部》记载，唐代少府监工
匠就有一千九百八十五人。
武则天垂拱元年（685）的尚方监，有“短蕃匠五千二十九人，织锦的工人三百六十五人，内作使绫匠八十三人，掖庭绫匠百五士人，内作巧儿四十二人，配京都诸司使杂匠百二十五人”，共五千七百九十四人，显然这不是尚方监的全部，但其中纯属纺织的工匠者，占工匠的十分之一多，可见武周政权统治时期对纺织业的重视。尚太监所辖织染署，是专管纺织和染练的，主要供织染皇家冠冕、贵族衣物，工匠的工作部分分工细密，工序繁多，制造出来的丝织品质地精良，花色艳丽，长久以来被人称誉。
1987 年 5 月从陕西扶风法门寺地宫中发现的一批珍贵文物中，除举世闻名的四枚佛指舍利以外，还有唐代的金、银、玉、瓷、铁、石、漆、丝、玻璃等手工业制品四百多件，其中还有一件是武则天的裙子。这充分说明丝织等手工业的发达程度。当时纺织业的发达，其特点之一是地区发展程度相当普遍。不仅内地，而且西部边际也很发达。本世纪以来在吐鲁番的阿斯塔那、哈拉和早卓两墓地，以及敦煌莫高窟，都曾发现有大批唐代丝织品。
属于武则天亲政前的，有阿斯塔那出土的永徽四年（653）的随葬物——联珠对马纹绵、联珠对孔雀纹绵、联珠戴胜鸾鸟纹绵、还有龟甲“王”字纹绵等，永淳二年（683）的随人埋葬的东西——用果绿、墨绿、黄、棕、白五色丝线织成的宝相花、白色联珠带、黄色晕涧、四件锦条等，这充分反映出武则天统治时期丝织品花色的繁多和技术的高超。其第二个特点就是发展程度高。不仅仅是官营作坊分工细密，工匠众多，而且还出现了较大规模的私人作坊，如定州的何明远，‘家财万贯，家有绫机五百张。”已明显有雇用劳动力的现象。
武周时期的建筑业也十分发达，土木结构的建筑已基本达到成熟的阶段。当时，长安、洛阳、太原、扬州、益州、荆州等都市都不同程度的得到了维修或扩建。长安从高宗、武则天修筑含元殿和外郭城后基本定型。在武周时期时虽失去了政治、经济、军事中心的地位，但仍在不断的发展，宫室宏伟，坊街整齐，市场繁荣，人口增长。洛阳是当时全国的政治、经济、文化、军事中心，其繁荣状况，可与长安相媲美。太原发展最快，由二城相并变为三城一体，因此成为名副其实的北方重镇。
此外，高宗晚年开始营建的乾陵，大部分是在武周时期完成的。它除了封闭
的、至今还没有发掘的地宫之外，地面上还建造了一个仿效长安城的规模宏伟、气势磅礴的建筑群。人们称誉它“布局宏大、建筑美观，是唐朝时期建筑”：外城周长四十公里，内城（皇城）总面积为二百二十九点三平方公里。辉煌的宫殿建筑群矗立在整个梁山阳面，从今日残存的遗迹上仍然可以看出当年的宏伟气魄。在乾陵及其附近发现的唐代砖瓦窑，窑内残留的灰褐色砖，与乾陵发现的残砖一致，证明这些窑是专为建筑乾陵而建的。据考古工作者推断，从烧结的残物和窑壁的色痕，可知炉温高达摄氏九百度到一千二百度。有两个窑址均呈瓮状，但上部收小，窑壁似坛子的内腔，这就证明了当时人们已懂得火力反射的原理。
古城西安的大雁塔，初建于永徽三年（652），在大慈恩寺内，是高僧唐玄奘，为安置由印度带回中国的佛经、佛像而亲自设计创建的。塔高最初只有五层，外表是砖其内是土，到了武则天长安年间（701～704）塔身倒塌，又细心修理，高十层、三十丈，全部用砖砌成。后留七层，迄今已近一千三百年之久。它雄伟壮丽，高耸人云，是我国楼阁式砖塔的典型这一，同时也是古城西安的象征。
武周时期的商业也比前繁荣。其原因一是农业、手工业的发展，为商业的发展奠定了基础。二是唐太宗以来推行的各民族大融合、经济开放交流政策，以及驿传制度的完备、交通便利、国力强盛，大力促进了商业的发展。三是武则天本人的出身及采取的各项措施，对商业的发展都产生了积极的影响。武则天出身在一个由木材商人上升为新权贵的官僚家庭，在她掌握政权时，形成一种对商人较为宽松的环境。
洛阳街头一个卖假药的骗子，居然能当上武氏的男宠；礼泉县上一个卖烧饼的无赖，也可以被擢为殿中待御史；几个蜀州商人都能随便出入宫中，参加宴会，与武氏男宠张易之同座看戏，这些虽不能说明武则天重视商业，但至少可以证明武氏并不像当时许多人那样看不起商人。
武周时期商业繁荣的主要表现在“市”的增加和城市贸易的发展。唐初京城长安有东西二市，是商品交换集中场所，东市“市内货财二百二十行，四面立邸，四方珍奇，皆所积集”：西市“市内店肆如东市之制”。东都洛阳还有南、北二市，南市有“一百二十行，三千余肆”。
也就是说，仅南市就有一百二十种行业，三千余家店肆。到周武时期，由于人口增多，生产发展，旧市已不能满足商业交易的需要，便促进了新市场的增加
和规模的扩大。
天授三年（692），在神都洛阳增加并设立西市一。唐代洛阳城建于隋大业元年（605），当时无外城郭。长寿二年（693），武则天令宰相李昭德建筑罗郭城（即外郭城），“城内纵横各十街，凡坊一百十三，市三”，使洛阳更加繁荣、壮大，同时也成为武周时期名副其实的政治、经济、文化中心。
此外，天授元年（690）武则天还下令设置北都（太原城）。其中汾东曰东城，是贞观十一年时李勣所筑，两城（都城、东城）之间的中城，是武周时建筑的，用以连接东城。长安年间（701～704），苏瑰任扬州大都督府长史，当时“扬州这个地方相当重要，多富商大贾，珠翠珍怪之产”。
武周时王綝（字方庆）曾任广州都督。当时广州的海外贸易也十分发达，“南海岁有昆仑舶市外区琛诽，前都督路元睿又取其货，船长不能胜任，杀之。方庆至，秋毫无所索”。
“市”的增多和城市贸易的繁盛，同时也促进了交通事业的发达。武周时驿站制度很完备，分别以神都洛阳与西京长安为中心通向全国各地。
长安三年（703）凤阁舍人崔融在给武则天上书中，描述说：“天下诸津，舟航所聚，旁通巴、汉，前指闽、越，七泽十薮，三江五湖，控制引导洛泽，并且包括准确引导人海。弘舸巨舰，千轴万艘，贸易往还，昧旦永日。”
武周时期疆域辽阔，东至大海，南达林邑西尽波斯，北迄大漠，重要敕书日行五百里，武则天自制的新字在敦煌、吐鲁番等地都得到广泛的推广。这不仅说明武周政权的强盛，同时也证明当时交通确实发达，武则天的军政诏令才能如此畅通无阻。
就武则天统治前的国家形势而言，东边和东南边面对海洋，当时绝无足以影响国家安全的外患。南边岭南和西南边也可说相对的无事，有的话只是边疆的一些骚动，规模与危害都不大。大事多发生在当时所谓的三边——正北边、西北边和东北边。正北边、西北边指的是以突厥为首，包括后起的契丹等的北狄系统问题；东北边指的是朝鲜半岛的东夷问题；到了武则天辅政时，吐蕃问题继起，西边事连西北边，乃属西戎问题。
大唐开国以来，最大的国家安全威胁来自东突厥。
突厥世居金山（今阿尔泰山），在北朝中末期崛兴，当时为北亚强权；但稍
后约以金山为界，分裂为东、西两个汗国，迭相侵掠。史谓东突厥东自契丹，西尽吐谷浑、高昌诸国，控弦百万，戎狄之盛，近代未有；西突厥则东至东突厥，西至雷翥海（今咸海），控弦数十万，霸有西域，西戎之盛也未曾有。
由于东突厥位居中国正北，故唐人也习惯称之为北突厥，或索性简称为突厥。
虽然东突厥一度为隋所屈服，向隋称臣，然而不久值隋末丧乱，故又重新复兴，与西突厥仍皆不失为亚洲强权。他们都以武力服属周边诸国和部落，故也都有“世界帝国”的格局。隋末群雄并起之时，北方诸雄如梁师都等虽自为帝王，然而俱向东突厥称臣，引为外援，连大唐太原起义时李渊也不能免，以免西攻关中后根据地受其威胁。
把大唐带进世界舞台，使之成为新盟主的主要是东突厥。
原来李渊称帝之后，国家战略以平定群雄、统一中国为第一目标，故始终对东突厥执礼甚恭，优礼有加。武德二年（619），吐谷浑、高丽、契丹、棘鞠等国对唐称臣，高祖皇帝盱衡外交形势，承认地隔华夷，中外刑政相殊，又鉴于隋炀帝因穷兵黩武而亡国，乃于二月制定政策下诏“要荒蕃服，宜与和亲”，分命使节往申好睦。并布告天下明知此意。
基于国家战略和外交政策的考虑，高祖皇帝忍受了东突厥此后的屡次侵略，且对其在定襄城扶立隋炀帝之孙杨政道为隋主，统有流亡于突厥的中国人，政治上大大威胁号称接受隋朝“禅让”的大唐，也不表示任何态度。不过，他为了减轻来自东突厥的压力以及准备反击，一方面利用东突厥君臣的内部矛盾，对其实行离间分化；另一方面积极拉拢西突厥，欲与他建立和亲及军事同盟的关系，以牵制东突厥的力量，并且在外交上争取东突厥外围诸国家部落，以孤立东突厥。
这是大唐最早的大战略。
及至武德九年（626）六月四日，大唐第一次玄武门兵变爆发，秦王李世民杀其兄弟，软禁父皇，并在八月九日即位为皇帝——即为唐太宗，上述的国际情势遂出现了新变化。变化的原因与东突厥大举入侵唐朝有关。唐太宗登基的同月十九日，东突厥大可汗颉利突然亲统十余万骑侵入唐朝，二十八日竟进至渭水便桥，三十日逼唐太宗作京城下的白马之盟。颉利可汗能轻易突破唐军防线，直抵京师逼盟，使唐太宗引以为奇耻大辱，也意识到东突厥危害国家安全的严重性。
翌月，为了国防安全的考虑，唐太宗颁下《修缘边障塞诏》，说明“凶狡不
息，驱侵未已；御以长策，利在修边。今约以和通，虽云疲寇；然蕃情难测，更事修葺”，因此诏令北道诸州城寨镇戍，必须动员所在军民，共同修补，务使成功。修筑缘边障塞以为防御之余，其实从此以后，他一面加紧离间分化的外交运作，一面亲自练兵，加强整军经武，伺机大举报复，以雪耻辱。
也就是说，颉利可汗此次的胜利，是足以成为大唐战略构想改变的契机，促使唐太宗由守势国防转变为攻势国防。
正北边的国防局势改变得很快，颉利可汗因内政失修，兵革岁动，遂为国人所患，诸部离心。
贞观元年（627），服属于东突厥的薛延陀、回纥等漠北铁勒十余部相率叛变，击走监领他们的突厥长官，颉利派东部小可汗突利往讨。
突利可汗一直是唐朝的离间分化对象，统领东方，管奚等数十国部，因征税无度而被诸国部所怨，故诸国部于贞观初年并来归附于唐，使颉利为其失众而大怒，此次派他出征算是要他将功赎罪。不过他也兵败，轻骑奔还，故被颉利怒罚。
突利挟怨欲叛，翌年遣使将所图密告于唐。虽然颉利可汗内忧外患，但是唐太宗仍认为时机未到，仅令并州兵马随便迎接突利而已。
关键时刻终于来临，贞观三年（629），薛延陀发展成熟，欲自称可汗而不敢，唐太宗乘机遣使间道正式册拜薛延陀为真珠可汗，于是东突厥腹背受敌的战略形势乃呈现。加上连年大雪，六畜多死，东突厥国中大饥，而颉利却因用度不给，内政失修，更重敛于诸部，由是下不堪命，内外多叛；当此之时，颉利向突利征兵不果而进攻他，突利乃率众奔唐。颉利自知情势不利，故向唐朝称臣，并要求和亲。
代州（治今山西代县）都督张公瑾坐镇前线，了解情势，上书建议乘时攻击。
唐太宗乃下决心，以颉利称臣之后复援梁师都为借口，在十一月二十三日令兵部尚书、检校中书令李靖为定襄道行军大总管，节度并州都督李世勣、代州都督张公瑾、任城王李道宗、营州都督薛万彻、幽州都督卫孝节和华州刺史柴绍六道行军总管，统兵十余万，分道往击东突厥。
贞观四年（630）正月五日，李靖舍却大军，决定奇袭，亲率骁骑三千夜袭颉利牙帐所在的定襄，俘获隋朝流亡政权杨政道等人，颉利撤至铁山（今地不详），尚有数万兵力。李靖再度率精骑一万前往奇袭，另要李世勣实行翼侧行动，封锁
漠南碛口，阻止颉利逃往漠北，于是大获全胜。颉利仅率十余骑沿着阴山往贺兰山方向逃，为李道宗兵团所逼，于三月十五日被俘，押送京师，东突厥乃亡。
李靖不用大兵团正面决战，而一再运用奇袭，创下了世界两强会战时，其中一强忽然被歼灭的辉煌战果，而此被歼灭者正曾是世界第一号强权的东突厥。李靖和李世勐的合作，创下了战史上以少歼众的经典战例，难怪史臣赞颂他们说：
“近代称为名将者，英（世勣）、卫（李靖）二公，诚烟阁之最！”
东突厥被灭的事实震惊亚洲，此年三月，西北边和北边的诸国君长诣阙上书，推戴唐太宗为“天可汗”。唐太宗下制曰：‘我为大唐天子，又下行可汗事乎？！”
群臣与诸蕃咸称万岁。是后以玺书赐西、北君长，皆称皇帝天可汗，新君长的嗣位，必待诏书才能册立，大唐统临匹夷自此开始。换句话说，大唐天子从此成为亚洲的盟主，拥有全新的世界角色，负有维持国际秩序的权力与责任。因此，唐太宗调整他的外交政策和建立新的大战略——在维持与各国和亲的前提之下，积极介入调解各国内部的矛盾和国与国之间的冲突纠纷；同时为了确保大唐的国际地位与国家利益，重视防止区域或世界霸权的兴起，维持国际势力的均衡。这种新政策与大战略，从他处理东突厥复国，讨伐薛延陀以及高丽的方略与行动，可以得到证明。
唐太宗虽然为了报仇雪耻，有对东突厥开战的决心；但是在李靖的指挥下，东突厥不堪一击而迅速灭亡，却似乎出他意料之外。为此，他紧急与大臣商议如何处理战后东突厥以及丧失统合架构下的北亚诸国部问题，显得大费脑筋，辩论激烈。大抵上，凉州都督李大亮反对招抚战后各国部，以为中国百姓是天下根本，四夷仅是枝叶，故劳费中国实非国家之利，请停招抚而羁縻受之，行虚惠而收实福。朝臣则多主张将突厥种落分迁于兖、徐内地（约今安徽、江苏一带），各属当地政府管辖，使他们改事耕织，将他们化成百女牛，则中国有加户之利，塞北可常空虚，不致危害国家安全。
但是，持最针锋相对的是中书令温彦博与获授权参预朝政的秘书监魏征。温中令以为兖、徐内地的风土气候对草原牧族不适合，建议效法东汉安置南匈奴于河套、晋北一带的策略，以收增强中国捍卫力量，而又能维持牧族士俗以安抚之的两全实利。魏征则认为这次是北狄史无前例的破败，如果不想诛灭他们，则应遣还本土；否则这些有强寇弱服风俗的非我族类，日后人口增长，将会使“五胡
乱华”的历史重演。
唐太宗最后决定：在朔方之地，从幽州至灵州，分置顺、化等四州都督府；分颉利之地为六州，置定襄和云中两都督府以统其众。虽然都督、刺史仍以酋长充任，但是大多数酋长和首领都入京为将军等官，人数达百余人之多，几与朝士相半。突利可汗来附前原建牙直幽州之北，当唐太宗封拜他为右卫大将军叫顷州都督、北平郡王，令他率部落还蕃时，乃举当年隋朝扶植东突厥启民可汗，及至启民强大，乘隋乱而为患之例，严厉地警告说：“我今所以不立尔为可汗者，正为启人（即启民，避太宗讳）前事故也。改变前法，欲中国久安，尔宗族永固，是以授尔都督，当须依我国法，齐整所部；如违，当获重罪！”这些可汗酋长既受大唐官爵，统领所部又“须依我国法”，是则唐太宗此时对他们实行的是实质的直接统治，可以无疑。
及至贞观十三年（639），薛延陀已发展成漠北新强权，渐对大唐北边构成压力，这年适逢发生几十个扈从的突厥卫士皈乱，唐太宗始患之，上书者也多言处突厥于中国不利，遂决定让其部落北还复国，以大漠为界，与薛延陀分而治之。
新册可汗李思摩——即被赐国姓的原右武侯大将军、化州都督、怀化郡王阿史那思摩，因害怕薛延陀强大，不肯北还。
唐太宗为此遣使赍玺书告诉薛延陀可汗说：“即欲遣突厥渡河，复其国土。
我册尔延陀日月在前，今突厥理是居后。后者为小，前者为大。尔在碛北，突厥居碛南，各守土境；若其助越，故相抄掠，即将兵各问其罪！”显示唐太宗决心以武力为后盾，以协助东突厥复国，并且揭露其维持国际势力均衡的政策。
李思摩率领当年颉利部众几十万，胜兵四万，返还旧土重建汗国后，薛延陀不时侵击之，唐太宗虽加敕止而效果不彰。尤其当贞观十五年（641）唐太宗将东封泰山时，薛延陀以为机会难得，乃于十一月遣其子大度设，率领铁勒诸部二十万大军渡漠入白道川（今内蒙呼和浩特北），大举进攻东突厥。
为了贯彻维护国际均势的政策，同月，唐太宗立命兵部尚书李世勣为朔州道行军大总管，率六万余兵直往应援东突厥，并命营州（治今辽宁朝阳）都督张俭率所部骑兵及奚、契丹联军压其东境，右卫大将军李大亮率四万余兵出灵州（治今宁夏永固），右屯卫大将军张士贵率一万余兵出云中（今内蒙古托克托东北），凉州（治今甘肃武威）都督李袭誉统所部出其西，诸道齐发。
十二月，大度设见李世勣军至而北撤，李世勣挑选所部和突厥精骑各三千，追及于诺真水（今内蒙艾不盖河）。副总管薛万彻以翼侧攻击配合李世勋的正面强攻，薛延陀大败瓦解，斩首三千余级，俘虏五万余人。这是大唐继歼灭东突厥之战后的另一重大胜利，有人从战史上论，以为此役以一比六十六大败薛延陀，也是中外战史上以寡击众歼灭战的经典之作。
薛延陀兵败后请求与东突厥言和，遣使向唐太宗谢罪；但其后又不时与东突厥交兵，因此唐太宗曾再以玺书责备他。降至贞观十七年（643），由于李思摩不能抚治其众，部众相率南渡黄河，唐太宗允许他们入居，李思摩亦轻骑入京为官，东突厥复国失败，而薛延陀乃与唐相接。
十九年，唐太宗御驾东征高丽，值薛延陀死，嗣位可汗一度入侵夏州（今陕西靖边白城子），战败而还，后被回纥所杀，国内大乱，铁勒诸部各遣使归附于唐。翌年，唐太宗决心解决此区域霸权，命名将李道宗、薛万彻等多路渡漠进攻，并亲幸灵州督师，摧毁薛延陀政权，铁勒诸部相继至灵州，请求列漠北诸部为州县。
二十一年，唐太宗分诸部为十三州，各以其酋长为都督、刺史，又置燕然都护府以统领他们，实行监护统治。自是北尽瀚海，尽入大唐提封。稍后他们修筑“参天可汗道”，置驿与唐交通，直至唐高宗调露元年（679）东突厥复反，正北边维持和平凡三十年之久。为此，唐太宗曾经在贞观二十一年自豪地说：“今毳幕穹庐，聚为郡县；天山瀚海，分为苑池。去既往之长劳，成将来之永逸！”
从正北边的经略情态看，唐太宗以盟主身份维持国际秩序，以武力贯彻大唐的外交政策和大战略，决心是坚定而不可动摇的。他以同样的思维行动经略东夷和西域，也为高宗所遵行，而其间则各有成败利弊。于此先说朝鲜半岛。
半岛三国在唐朝以前即因宿怨而常有战争，他们都在武德年间先后来朝，大唐抱持和平外交的政策，与三国均保持良好的关系。从高祖皇帝以来，大唐就册拜高丽为辽东郡王，高丽王，百济王带方郡王、百济王，新罗为乐浪郡公、新罗王。问题在三国交侵不息，高丽又常阻断入朝的道路，唐朝为此经常以盟主身份协调警告，均无效果。
贞观十六年（642），高丽大臣盖苏文政变，弑其国王高建武，拥立其侄高藏为王，又联百济进攻新罗，连下数十城。唐太宗得到新罗乞师救援的国信，翌年
遂因册立高藏之便，遣使赍玺书警告高丽说：“新罗委命国家，不阙朝献，尔与百济，宜即戢兵。若更攻之，明年当出师击尔国矣！”专政的盖苏文不从。唐太宗因此以盖苏文弑君虐民为词，认为师出有名，决定出师讨伐。
此役由唐太宗御驾亲征，从贞观十八年二月下达决心开始部署以来，至十二月更以盟主身份诏令新罗、百济、奚、契丹与唐军分道往击。然而自十九年正月出发，至年中一直僵持于安市城，及至九月冬季来临，加上后勤补给难以为继，乃不得不狼狈班师。
唐太宗以盟主身份扮演“国际警察”的角色，不料却有此失利，不免大失颜面，因此遂不断以持久消耗战的方式攻击高丽，让国防军事重心往东北边转移。
直至唐高宗即位，仍想调停三国的纷争而无效，新罗又上表求救，遂于显庆五年（660）先命左卫大将军苏定方统兵征讨百济。苏定方不负所望，平定其国，分置府州而还。
龙朔二年（662），唐朝复立在京的百济旧太子扶余隆为王，授他为熊津都督，遣还本国，并令与新罗和亲。其后高丽灭亡，新罗渐强，当唐将刘仁轨等率兵撤还唐朝后，扶余隆畏惧新罗，竟于仪凤二年（677）也弃国归唐，其国遂为新罗所据。高丽原本最强，但乾封元年（666）盖苏文死，诸子内乱，高宗乃乘机命司空李勣（太宗死后避“世”字讳）为辽东道大总管前往征伐。李勣持重，直至总章元年（668）底才平定高丽，将高藏等一行献俘至京。
唐朝也将高丽分置府州，又置安东都护府以统领之，命薛仁贵总兵镇守；其后唐军撤还，高丽亦为新罗所据。大唐因盟主身份而卷入朝鲜三国的纷争，为了扮演“国际警察”而耗时耗力，积两代的努力才能以武力解决问题；不过维持不久则因吐蕃的兴起而力不从心。放弃朝鲜半岛的经略，拱手让与新罗，可谓为他人作嫁衣，赔了夫人又折兵。
西北边的问题也就是西域——中亚问题，此地区国族复杂，以西突厥最为霸权。基本上西突厥位于欧亚大陆中心，介于中国、波斯、东罗马与天竺（印度）四大古文明之间，腰控丝绸之路，对中国而言，具有甚大的文化经济利益。相对的说，西突厥对大唐的国家利益主要在文经，不像东突厥般严重地构成了国家安全上的威胁。
其实隋唐之际，西域诸国虽多臣属于西突厥，但对中国也颇友好，甚至先后
经高昌国来朝。唐朝为了实行对付东突厥的大战略，又为了外交与文经利益，故插手西域事务乃是早晚之事。
吐谷浑之南是党项诸羌之地，贞观三四年间，唐太宗因党项诸羌陆续内属，遂因势开为十六州，后来又列原与吐谷浑联盟抗唐的拓拔部为三十二州，“自是从河首大碛山已东，并为中国之境”，是西进政策的先声。西南诸民族部落情势已定，要经略西域则必须先打通河西走廊。
建国于青海的吐谷浑，与大唐关系时好时坏，曾多次寇掠鄯、兰等州，对走廊安全构成威胁，故唐太宗多次遣使责备交涉，均无远效。外交手段既然不能解决问题，则军事行动势在必行。
贞观八年（634）底，唐太宗命特进李靖为西海道行军大总管，率兵部尚书侯君集、任城王李道宗、凉州都督李大亮、岷州刺使李道彦、利州刺史高甑生，联同突厥、契苾之众往击之。尽管吐谷浑拥有优势战略地缘，但是唐军进展顺利，至九年五月攻至河源（黄河发源处），会师大非川。可汗慕容伏允之子慕容顺斩其国相举国来降，伏允则逃入沙漠中，寻被左右杀死。国人乃立慕容顺为可汗，称臣内附。
慕容顺在隋炀帝时曾入隋为质子，大唐高祖皇帝时始放还，唐太宗以他早慕华风，深识逆顺，能立功补过，特宜原免，因此仍授他为可汗，封为西平郡王，命李大亮将兵为其声援，但也因此使其国内分裂为亲唐派与反唐派。未几，反唐派政变杀慕容顺，而立其子诺曷钵。唐朝遣兵来援，仍封诺曷钵为河源郡王，授以可汗之号，展示武力的支持，甚至在贞观十四年（640）以弘化公主妻之。吐谷浑的威胁解除，河西走廊信道安全，该年，大唐平定高昌。
高昌国在武德时即已与大唐交往，唐太宗时更成大唐监听西域动静的前哨。
其后高昌自恃有西突厥撑腰，故遮断西域诸国入唐的信道，拘留隋末流亡至其国的中国人而不让他们归唐，复与西突厥攻击伊吾、焉耆，离间薛延陀与唐的关系。
焉耆向唐投诉，贞观十三年（639）唐太宗遣使前往问罪，要求改善，否则“明年当发兵马以击尔”。值薛延陀也请为向导以击高昌，唐太宗冀其悔过，再遣使交涉，高昌王曲文泰仍置之不理，故决定命参预朝政的吏部尚书侯君集为交河道行军大总管，会同突厥、契苾之众，联军数万征讨。曲文泰以为路长，中有二千里沙漠狂风，唐军后勤补给困难，必不能至。
十四年五月，闻知唐军已兵临碛口，遂惶惧发病而死，其子曲智盛嗣位。联军继进攻击，其屯驻附近可汗浮图城的西突厥盟军惧而西走，不敢来救。八月，曲智盛投降，留守可汗浮图城的西突厥军也来降，战事结束。
唐太宗决定将高昌改为直属州，乃以其地为西州，以可汗浮图城为庭州，并置安西都护府于交河城。焉耆原来声援唐军，不过高昌灭后未几，却与西突厥结盟，遂缺朝贡，唐太宗批准安西都护郭孝恪所请，由孝恪往攻其国，俘虏其王龙突骑支，另委其臣摄理国事。于是唐朝直属领土东极于海，西至焉耆，南尽林邑，北抵大漠，东西凡九千五百一十里，南北有一万六千九百一十八里。
焉耆之西有臣属于西突厥的龟兹国，但对大唐也朝贡不绝。当郭孝恪进攻焉耆后，自是对唐职贡颇缺。
贞观二十一年（647）唐太宗命左骁卫大将军阿史那社尔为昆山道行军大总管，与安西都护郭孝恪等五将，联同铁勒十三部、突厥、吐蕃、吐谷浑兵十余万骑往伐龟兹。联军屡败龟兹、西突厥盟军，最后在二十二年底破擒龟兹王，另立王弟为君主而旋。龟兹之败，西域大震，于阗等国争相归唐。
其后大唐乃将龟兹、于阗、疏勒与焉耆合为安西四镇。半年之后唐太宗驾崩，高宗令将先帝陆续降服的各国君长，自颉利可汗以下凡十四人，皆琢石为像，刻名列于昭陵北司马门内，以旌其功。原来的外交政策与战略构想，尚待高宗努力继续推动。
当西突厥强盛，为中亚第一强权之时，与东突厥为敌，而高祖皇帝要远交近攻的对象正是此时的统叶护可汗。可汗后为其伯父所杀而自立为莫贺咄可汗，国人不附，迎立前汗之子为肆叶护可汗，连兵不息，俱遣使来朝并请婚，让大唐对西突厥轻易取得了国际的主导权。
唐太宗面对分裂内战的西突厥保持中立，各不许婚，仍讽令他们“各保所部，无相征伐”，亦即分而治之的政策。于是臣属的西域各国乘机背叛，西突厥国内空虚。显然维持二汗分裂、促使其属国脱离，对大唐极为有利。肆叶护可汗虽然一度统一西突厥，寻因内政无方，为国人所叛，逃至康居而卒。国人遂从焉耆迎立咄陆可汗。咄陆可汗曾入唐，与唐太宗结为兄弟，故遣使诣阙请降。唐太宗乃于贞观七年（633）遣使赐以名号及鼓纛，正式对西突厥行册礼，取得了宗主国的地位。
咄陆可汗死于翌年，继任的沙钵罗可汗也曾在贞观九年请婚。当时与唐结婚可以提高该国的国际地位，唐太宗可能鉴于此，故仍不许，惟厚加抚慰而已。沙钵罗可汗分其国为十部，号称十箭。又分十箭为左、右厢，左厢在碎叶（今俄罗斯托克马克）以东，号五咄六部落；右厢在碎叶以西，号五弩失毕部落，总称为十姓部落。此次改革后不久，国人又因不服而起内战，贞观十二年乃以伊列河（今伊犁河）为界，东属沙林罗可汗，西属乙毗咄陆可汗。
翌年沙钵罗可汗因部落叛乱，出奔而死，部落乃立沙钵罗叶护可汗。两汗频相攻击，西域诸国则左右依违，唐太宗仍是扮演调停的角色。其后乙毗咄陆可汗攻杀沙钵罗叶护可汗，并其国，自恃强大，遣兵寇伊州，安西都护郭孝恪反击，西突厥开始与唐冲突。大唐这时新置安西都护府，尚未有解决此霸权的构想，仍以维持西突厥分治的外交政策为主。
贞观十五年（641），部众叛乙毗咄陆可汗，各遣使诣阙请立可汗，唐太宗乃遣使赍玺书册立乙毗射匮可汗。由于乙毗射匮可汗也不为部众所附，故唐太宗一度许婚，并令他割龟兹、于阗、疏勒、朱俱波、葱岭等五国以为聘礼，用意是扶植他以制衡乙毗咄陆可汗。其后唐太宗崩而阿史那贺鲁反叛，乙毗射匮可汗部落遂为贺鲁所并。贺鲁原隶于乙毗咄陆可汗，因乙毗射匮可汗之迫逐，于贞观二十二年（648）率部内属，诏令徙居庭州，授左骁卫将军、瑶池都督。高宗即位，进拜左骁卫大将军、瑶池都督，寻率部西走还国，乘乱壮大，统有十姓与西域诸国，出现统一的新形势，且有兵数十万，遂进寇庭州。唐朝有意趁此新兴霸权统一未稳之时遂行攻击，乃于永徽三年（652）命左武侯大将军梁建方等率燕然都护府所部回纥骑兵五万征讨。这是大唐对西域霸权第一次大举用兵。显庆二年（657）复命右屯卫将军苏定方等出征，破其千泉牙帐，又大胜于碎叶水（今楚河），贺鲁逃至石国（今塔什干）被俘，解送京师。唐朝乃将诸部落置为州府，各给印契，以为征发符信，行使统治权，这些州府又分隶于昆陵、蒙池二都护府，分别任命随军的安抚大使右武卫大将军阿史那弥射为兴昔亡可汗兼右卫大将军昆陵都护，押领五咄六部；左屯卫大将军阿史那步真为继往绝可汗兼右卫大将军蒙池都护，押领五弩失毕部，贯彻扶植西突厥王族监护西突厥旧部、分而治之的政策。两都护府此时均隶属于安西大都护府，为了更有效及更便利大唐直接监护十姓部落，故于翌年五月二日又进一步移安西都护府治于龟兹国。显示大唐要加
强贯彻西突厥本部分治，而不让原来臣属的诸国仍然臣属于他们的政策，并向西移治，增强监护制度的机能，对西突厥两汗国及西域诸国实施了更直接而有力的统治。西域既平，同年五月大唐遣使分往康国（今撤马尔罕）及吐火罗（阿富汗北、葱岭西）等国，访其风俗物产及古今废置，画图以进，令史官撰成《西域图志》六十卷以供参考。降至龙朔元年（662）六月十七日，吐火罗道置州县使王名远奏准从于阗以西至波斯以东，分置八十个都督府州，一百一十个县，一百二十六个军府，并在吐火罗国立碑。这些州府也并隶属于安西都护府。此时朝鲜半岛问题还未解决，显然唐朝因已征服北狄，力量又伸至安西，故屈服西域霸权比解决东夷霸权来得容易。步真是弥射的族兄，两人因宿怨而有隙，及至龙朔二年（662），两人奉令从唐将苏海政讨伐龟兹，步真诬告弥射谋反，使他被海政所杀，而步真不久亦死，自此十姓部落无主。对于大唐的霸权，十姓部落似乎也有亲唐和反唐的派系，故诸部仍有战争寇掠的行动，且开始连引吐蕃加入，只是此时对国家安全影响不大，尚引不起大唐的重视。几年之后，大唐陆续平定了百济和高丽，虽然稍后将国防线退至辽东，但是东夷无虞，国家安全也无重大威胁。这是西北边和东北边国防外交在武则天统治前的情势。尽管调露元年（679）东突厥复反，但在高宗生前还不构成国防上的严重问题，此时的重大威胁来自西戎系统的吐蕃。
吐蕃约略与大唐同时崛兴，在唐太宗时一度因求婚被拒而入侵，但关系大抵尚好，以致在贞观十五年（641）将文成公主嫁给其主松赞干布。吐蕃甚至出兵助唐使王玄策平定中天竺，及奉命参与昆山道行军讨伐龟兹。高宗嗣位之初，更曾封拜松赞干布为驸马都尉、西海郡王。
松赞干布死于永徽元年（650），其孙立，年幼，国事皆委于禄东赞，唐、蕃关系仍和好。降至显庆五年（660），吐蕃基于扩张政策，东进与吐谷浑冲突，自后两吐遂互相攻击。又叠相表奏唐朝。
唐朝对此两个有舅甥关系之国似无良法以对，又未认识到吐蕃的强大与其攻浑的意义，依违其间未为与夺，适足以恶化他们的冲突，且使援浑抗蕃错失了先机。及至龙朔二年（662）苏海政枉杀兴昔亡可汗，西突厥别部弓月遂援引吐蕃来战。海政因师老不敢战，而以军资贿和。此后吐蕃开始介入西域事务，展开了北上政策。吐蕃北上政策与大唐的西进政策，也就从此产生了利益上的冲突。
龙朔三年（663），反唐亲蕃的吐谷浑人勾引吐蕃入侵，吐谷浑大败，可汗率领数千帐弃国走依凉州。这时正是大唐经略朝鲜半岛吃紧的时候，高宗命将分屯凉、鄯二州防御，并遣使降玺书责备吐蕃；然已因此而丧失了唐、蕃两国之间的战略缓冲区，使唐之西进政策及西北国防备受翼侧威胁。禄东赞死后，其子钦陵等复专国政，此下三十余年更恒为唐的边患。及至平定高丽后两年——咸亨元年（670），吐蕃北上，连陷西域十八州，又与于阗攻陷龟兹，大唐为之罢弃安西四镇，乃以右卫大将军薛仁贵为逻娑（拉萨）道行军大总管，统兵十万往击吐蕃，且援送吐谷浑还故地。军至大非川，钦陵将兵四十万来会战，因副帅郭待封与统帅薛仁贵不和，唐军大败，正、副统帅仅以身免，遂与钦陵约和而还。唐、蕃第一次大战唐军覆没，是大唐开国以来国际战争首次的惨败，国防线遂由河源退至赤岭（今日月山）一带。
吐蕃自此占领了水草丰美的青海地区 9 国力得到新的补充而更强大，不断攻击河陇，遂使河西、陇右成为唐朝重兵常驻区，大量消耗唐之国力。不仅如此，吐谷浑亦因复国不成，又畏吐蕃强大，不安其居，造成令唐朝头痛的负担。
后来在朝议之中，唐休璟等建议徙吐谷浑于秦、陇或丰、灵，“贵令渐去边隅，使居内地，用为防闲之要，冀免背叛之虞”。郭元振则有异议，以为此非长久之策，理由是“若近秦、陇，则与监牧杂居；如在丰、灵，复与默啜（东突厥）甫迩”，威胁国防安全。建议不如就其来降之地，分别安置于凉、甘、肃、瓜等州，一者此数州皆是其旧居之地，易于安情恋本；二者可以分裂其势而不扰民，甚至可以提供诸州役使，往后纵有叛乱，其势当不会太大，故无伤于中国。最后天皇决定将他们徙置于灵州，其国遂皆沦入吐蕃，等同亡国。
吐蕃不断寇边，大唐予以极大的重视，其重视程度可由以下的措施看出来：
在武则天和高宗称为天皇和天后的第三年——仪凤元年（676），唐高宗将安东都护府及朝鲜半岛兵力后撤至辽东，将统帅刘仁轨调回中央；取消原订在该年冬天封禅中岳嵩山的计划，并一度史无前例地发表洛州牧、周王李显为洮河军行军元帅、并州大都督、相王李轮为凉州道行军元帅，各统兵往讨吐蕃；事虽不行，仍于翌年八月命刘仁轨以宰相身份调往鄯州洮河军充任镇守大使，且在十二月下诏发大兵以讨吐蕃。
翌年——仪凤三年（678），刘仁轨因留在中央而不知兵的宰相李敬玄对他多
所裁抑，故请改调李敬玄为统帅，仍募猛士，及发剑南、山南兵以赴战。九月，李敬玄统兵十八万被钦陵大败于青海之上，工部尚书、右卫大将军刘审礼战死，幸唐将黑齿常之小胜，监察御史娄师德议和成功，余众乃得退守鄯州。
唐军第二次大败，吐蕃为患转甚，高宗乃召侍臣商议攻守方略。多人认为攻不足而守有余，故主张发兵备边、明立烽火，采守势国防，待足食足兵然后再图攻取；中书侍郎、同三品薛元超则以为“敌不可纵，纵敌则患生；边不可守，守边则卒老。不如料简士卒，一举灭之”。高宗衡量“宿将旧人多从物故”，顾谓黄门侍郎、同三品来恒说：‘李勐已后，实无好将。当今以张虔勗、纪及善等差为优耳！”来恒回答说：“昨者洮河兵马足堪制敌，但为诸将失于部分，遂无成功。
今无好将，诚如圣旨！”于是决定采守势，自后大军供补遂成西边国防的严重问题。其后黑齿常之升任可源军经略大使，广置烽戍七十余所，开屯田五千余顷，岁收五百余万石，由是才战守有备；然而吐蕃侵境不已，师旅仍不给，“乃购运酬勋，募耕入选”，终究稳住了情势。河陇方面的边地防御战略，后彩仍为武则天所沿袭。从青海之败至高宗驾崩，吐蕃北上和东进政策并举，一方面联合西突厥部落而与唐交争于安西四镇，一方面东攻诸羌之地，于是领土大拓，东与凉、松、茂诸州相接，南至婆罗门，北抵西突厥，地方万里，西戎自汉、魏以来莫此为盛。此期间，松赞干布和文成公主先后去世，吐蕃请和，并求婚于太平公主，严峻的西边国防始暂时缓和下来。唐朝此时又出现了新的国防问题——即是东突厥的复兴。
唐高宗死后，陈子昂曾上疏论及当时形势，说如今“燕、代逼匈奴（指东突厥）之侵，巴、陇婴吐蕃之患。西蜀疲老，千里赢粮；北国丁男，十五乘塞。岁月奔命，其弊不堪。秦之首尾，今为阙矣。即所余者，三辅之闲尔。顷遭荒馑，人被荐饥，自河而西，无非赤地；循陇以北，罕逢青草。莫不父兄转徙，妻子流离，委家丧业”。