由于隋炀帝耗费大量人力物资，又四处征讨，过度耗费隋朝国力。其中以对高句丽的战争最剧，为隋朝带来衰亡。583年4月隋军分八路北伐突厥。隋将长孙晟用离间之计，使本来已经在北周时期分裂为东突厥与西突厥两部的突厥汗国互相攻战。599年东突厥突利可汗战败降隋，611年西突厥处罗可汗亦降隋朝。605年隋将韦云起率突厥兵大败契丹，基本解决北方外患。除了北方外，位于陇西青海一带的吐谷浑汗国，也时常入侵隋朝。596年隋文帝派光化公主与吐谷浑和亲以安抚之，608年隋炀帝派军打败吐谷浑，设郡，但是，同一年，杨广派伏顺去管理，却不能到达而返回。随后，吐谷浑返回故地，并进攻隋朝河右，隋朝无力防御。随着这次征伐，隋朝长安诸县及西北诸郡，都要转输塞外，每岁钜亿万计；经途险远并且遭遇寇盗抄掠，凡是人畜死亡没有到达的人，郡县都会征破其家。因此百姓失业，隋朝西半部先穷困了。

隋朝后期突厥崛起，大业十一年（615年），突厥始毕可汗率军将隋炀帝包围在雁门。隋炀帝造成隋末大乱，华夏被严重削弱，而突厥崛起空前强大，东自契丹、室韦，西尽吐谷浑、高昌诸国，皆臣属于突厥，河西、陇右、中原等地的窦建德、薛举、刘武周、梁师都、李轨、王世充等也臣服于突厥，被纳入突厥的势力范围。突厥达到“戎狄炽强，古未有也”的强盛程度。

隋炀帝多次发动战争劳民耗财，民不聊生，早在隋炀帝大业六年（610年）就因为抗拒府兵制的征召而爆发了四次民变，但是被隋军迅速镇压。隋炀帝大业七年（611年）关东的黄河中下游地区（豫州道、冀州道、兖州道）大水成灾，漂没四十余郡，王薄率众于兖州道的长白山（山东章丘）发动民变，抵制隋炀帝东征高句丽，唱出著名的《无向辽东浪死歌》。当时民变范围大多集中在关东的豫州道、冀州道、兖州道、青州道和徐州道，不久被隋军镇压。613年刘元进据吴郡，自称天子，同年被灭。直到杨素的儿子杨玄感于黎阳（今河南浚县东北）举兵叛变，隋朝的达官子弟纷纷参加，但是杨玄感被隋炀帝迅速平定。

618年4月11日，宇文化及、司马德戡与裴虔通等人发动兵变，弑隋炀帝，拥立杨浩为帝。不久宇文化及又弑秦王浩自封许帝，建国许。隔年被唐将李神通与夏王窦建德联合剿灭。619年5月25日王世充自立为帝，建国郑。

617年李渊杀王威、高君雅，在太原起兵造反。不久，李渊率诸子众将攻破守备关中的屈突通，占领隋都大兴城。李渊拥立杨侑为帝，是为隋恭帝，遥尊隋炀帝为太上皇，自任大丞相，进封唐王。而在扬州的隋炀帝，他安逸游乐，不愿返回关中，最后于618年的江都政变中被宇文化及等叛军杀害。李渊借此机会，于同年五月迫使隋恭帝禅位，建国唐朝，即唐高祖。都城大兴改名为长安。

在入主关中前，先派使吹捧占据河南的瓦冈军李密，使其成为东方的屏障。入主关中后，派李世民平定西北金城的薛举、薛仁杲，派唐使安兴贵、安修仁生擒武威的李轨。620年派李世民击败入侵河东（今山西省）的刘武周、宋金刚。而后洛阳郑帝王世充与河北夏帝窦建德宣布结盟，联合抗唐。622年李世民击溃联军，俘窦建德，王世充投降。窦建德的余部刘黑闼也被李建成击溃，河北至此平定。623年辅公祏率杜伏威余部在丹阳反唐，隔年被唐军俘杀，江南平定。而两湖地区也在621年唐将李靖于唐平萧铣之战获胜，梁帝萧铣于江陵降唐。翌年，岭南冯盎降服，又虔州林士弘死，中国本部归唐朝所有。

626年李世民发动玄武门之变，杀了太子李建成与齐王李元吉，控制长安。李渊深知形势，于是禅让帝位，成为太上皇。李世民继位，即唐太宗。

唐太宗励精图治、纳谏如流，逐渐恢复唐朝的国力。在内政方面，唐太宗推行均田制与租庸调制，提升农业发展。在职官制度上，改良隋朝的制度，形成三省六部和科举选士制，限制皇权发展与贵族世袭等恶习。唐太宗不计出身，网罗一大批精明强干的大臣，比如房玄龄、杜如晦、长孙无忌、魏徵、马周、高士廉和萧瑀等文臣，尉迟敬德、李靖、侯君集、程知节、李世勣和秦叔宝等武将。此外，唐太宗派官员四处询问百姓的生活情况，然后把各官员的功过写在屏风上，以便褒贬。

对外方面，唐太宗采取积极防御、以战止战的策略，以及用羁縻与武力的方式安抚四方。隋末唐初之际，北方东突厥汗国十分强大，时常南下侵扰，并且介入中原各势力。唐朝初期百废待举，626年东突厥突然袭击长安，率军抵达距离长安不远的泾阳（今陕西咸阳泾阳县）。对此唐太宗亲率高士廉、房玄龄等在渭水隔河与突厥可汗对峙，定下渭水之盟。之后，唐太宗积极对付突厥，挑拨颉利可汗与突利可汗的关系，以及突厥与周围诸部的关系。627年东突厥的藩属薛延陀、回纥、拔也古、同罗诸部因为不认同颉利可汗的政令与改革国俗，纷纷脱离，改立薛延陀部为可汗，突利可汗也归降唐朝。628年朔方人梁洛仁杀盘据夏州的梁师都，归降唐朝。而东突厥在分裂后又遇到大雪侵袭，牲畜大多被冻死饿死。629年李靖率骑兵奇袭攻灭东突厥，隔年北方各族入贡长安，诸民族尊称唐太宗为天可汗。635年派李靖攻占吐谷浑，657年派苏定方西征攻下西突厥汗国，641年派文成公主与吐蕃赞普松赞干布通婚。这些都稳定唐朝与四方各国的关系。

贞观时期国家安定，经济得到恢复和发展，史称“贞观之治”。《资治通鉴》记载，贞观四年（630年）一斗米不过三、四钱，全年死刑犯仅二十九人。其政绩的总结《贞观政要》成为日本和新罗帝王的治国教科书，亦为后世君主模彷学习的对象。

唐太宗去世后，李治即位，即唐高宗。此时唐朝承继贞观之治，国力鼎盛，史称永徽之治。当时尚有宿将如李勣、苏定方、薛仁贵等，名臣长孙无忌、褚遂良等。对内持续推行均田制，选用较低级但有才能的官吏。对外于659年消灭西突厥，疆域西扩至咸海与阿姆河一带。唐朝在朝鲜半岛建立安东都护府，也间接促使新罗统一朝鲜半岛。

高宗中期以后，政权逐渐由皇后武则天掌握。-高宗去世后，太子李显即位，是为唐中宗。因为与中宗不合，武则天不久将中宗废为庐陵王，改立四子李旦为帝，是为唐睿宗。武则天平定徐敬业的反叛后，于690年废睿宗，即皇帝位，改国号为周，即武周，定都洛阳（号称神都），改立李旦为皇嗣，成为中国历史上唯一的女皇帝。在武则天掌权与称帝的期间，国家较贞观时期有更大的发展。均田制的继续推行发展农业生产；科举制度进一步完善，开创出殿试和武举。武则天打击自北周以来的关陇集团，大力提拔科举出身的官员，时称“北门学士”，很多是来自关东与江南的士人。并且大力提拔人才，如狄仁杰、张柬之、张仁愿、姚崇等名臣将领。文化艺术亦有所进步，当时佛教大兴，武周时期的佛寺兴建频繁。但武则天执政的另一特点是强力控管，主要有严厉镇压徐敬业等反对派、屠杀唐宗室亲王与支持唐朝的大臣将领。鼓励告密，暗中监控官吏、诸侯，以及推广酷吏制度。扶持武三思、上官婉儿等党羽。这些在后世经常受到史学家的批评。

705年武则天病重时，宰相张柬之与将领李多祚等人拥太子李显发动政变，他们杀女皇的男宠张易之兄弟，逼武则天退位。中宗李显重祚，唐朝复辟，封其弟李旦为安国相王，其妹太平公主为镇国太平公主，史称神龙革命。李旦之子李隆基在姑母太平公主的协助下发动唐隆之变，诛尽韦后与武氏势力，拥立睿宗李旦复辟为帝。睿宗复位后，立其子李隆基为太子，同意其妹太平公主干预政局，双方时常发生权力斗争。712年睿宗决定禅让帝位，太子李隆基即位，即唐玄宗。