隋末唐初，由于中原战乱，无力西顾，原已是中国疆域一部分的西域成为西突厥、吐谷浑及吐蕃角逐的战场，西域人民陷于水深火热之中。当时，西域大致有三种不同情形：一是吐谷浑趁中原内乱之机重新崛起，占领今青海全部和新疆南部，屡屡侵扰内地和河西走廊，威胁唐与西域的交通；二是巴尔喀什湖以东以南广大地区，主要有高昌（今吐鲁番）、焉耆、龟兹（今库车）、疏勒（今喀什噶尔）、于阗（今和田）5个王国，其时被西突厥控制；三是位于伊犁河下游、楚河、锡尔河、阿姆河流域，有“昭武九姓”[1]，按《新唐书》载，即康国、安国、曹国、石国、米国、何国、火寻国、戊地国、史国9国，当时也为西突厥控制。西域的分裂割据，不仅使当地各族人民深受其害，而且严重阻碍了中国与中亚、欧洲的商旅往来交通。为恢复西域主权，重开商路，唐朝进行了艰苦的斗争，取得了统一西陲的伟大胜利。
唐朝经营西域，首当其冲的是消灭吐谷浑政权。开始，唐太宗对吐谷浑常扰内地、阻遏交通进行谴责，频频遣使宣谕十多次，但其王伏允恣意妄为，竟然于634年拘留唐鸿胪丞赵德楷。635年，太宗以李靖为西海道行军大总管，率兵出击。李靖亲率北路军，首战吐谷浑于头曼山，获胜；再败其于牛心堆；三败其于赤水源。尤以赤水源之战惨烈，但唐军终于反败为胜。侯君集指挥南路军，克服了难以忍受的“人吃冰，马啖雪”的困难，追伏允于乌海（今青海东部），破其主力。唐军大获全胜后，合兵穷追伏允于且末，进入沙碛，突破其牙帐。伏允在逃窜中被部下所杀。其子慕容顺继立，归降于唐。唐封其为西平郡王，并派精兵数千驻防其地，以防吐蕃。后其子诺曷钵立，唐封其为河源郡王。
降服吐谷浑后，继取高昌。高昌国位于天山东端，是唐通往天山南、北路的出口，也是中西交通“丝绸之路”的必经孔道。高昌本汉人所立，政治、经济、文化与中原类似。但在西突厥控制下，高昌国王麹文泰任意阻拦、拘留唐与西域其他地区的来往人员，抢夺贡品，并侵扰唐的伊州和属国焉耆。639年12月，太宗命侯君集为交河道行军大总管，率兵进击。侯君集率兵长趋7000里（其中包括2000里流沙覆盖之地），历时5个月，640年夏出人意料地到达高昌城，麹文泰惊惧而死。继立高昌王麹智盛出降。高昌3州5县22城，正式进入唐朝版图。唐以高昌之地为西州，以高昌附近俘图城为庭州（今新疆吉木萨尔），各置属县。并设安西都护府于高昌城，派郭孝恪任安西都护，兼西州道行军总管、西州刺史，以镇守其地。唐进而与西突厥争夺焉耆。焉耆本心向中原，于太宗初立时遣使至唐，并开通大碛商路。唐击高昌时，焉耆也给予援助。但高昌降唐后，焉耆王突骑支为西突厥拉拢，反唐而归附西突厥欲谷设可汗。644年，郭孝恪以西州行军总管身份率兵3000人，突袭焉耆王庭，生俘突骑支，送往东都洛阳。唐不久设焉耆都督府。
焉耆既平，再夺龟兹。唐兵攻焉耆时，龟兹王诃黎布失毕在西突厥压力下发兵助突骑支。647年，唐命阿史那社尔、郭孝恪等率兵10万讨伐龟兹。次年，阿史那社尔攻破龟兹都城。龟兹王逃往大拔换城，凭险固守。阿史那社尔围城40日，生俘其王，送往长安。然后，唐军乘胜攻下5城，其他七十余城自动请降。唐相继降服高昌、焉耆、龟兹，声威大震，各族首领纷纷摆脱西突厥统治，诚心向唐。西域重新统一于中央政权下。
唐统一西域后，重建西域行政，强化中央政令，有效地行使主权。首先，设置龟兹（今库车）、于阗（今和田）、碎叶（今吉尔吉斯北部托马克城附近）、疏勒（今喀什市）4镇34州，以扼西境，保护商路畅通。不久，在西突厥故地天山北路一带，设置北庭都护府，下辖特伽、鸡洛2州，昆陵、蒙池2都护和23都督府；在天山南路，将安西都护府迁往龟兹，统辖天山南路畋沙（治所于阗）、疏勒（治所疏勒）、焉耆（治所焉耆）、康居（治所萨末犍城，今撒马尔汗）、大宛（治所柘折城，今塔什干附近）等都督府。
安西都护府与北庭都护府的设置并有效行使职权，将天山南北连成一片，成为中国疆域不可分割的部分。唐玄宗时，为保卫西北边疆，在沿边设10节度使，统辖四五十万大军。其中由4节度使率兵二三十万以防吐蕃：在凉州（今甘肃武威）设河西节度使，以割断与羌胡联系；在鄯州（今青海乐都）设陇右节度使，以防吐蕃从黑河方面的进攻；在今乌鲁木齐和库车设北庭节度使和安西节度使，以防吐蕃北袭。
龙朔元年，于阗以西、波斯以东16国附唐，唐在其地分设16都督府，下辖89州、110县、126军府，并在吐火罗立碑以志其事。16都督府是：
月氏都督府，于原吐火罗国治所遏换城（阿缓）置，辖25州；
大汗都督府，于原 达部落治所活路城置，辖15州；
条支都督府，于原诃达罗支国治所伏宝瑟颠城（鹤悉那，今加兹尼）置，辖9州；
天马都督府，于原解苏国治所数瞒城（杜尚别附近）置，辖2州；
高附都督府，于原骨咄国治所妖沙城置，辖2州；
修鲜都督府，于原罽宾国治所遏纥城置，辖10州；
写凤都督府，于原失苑延国（帆延国）治所伏戾城（罗烂城，今巴米安）置，辖4州；
悦般都督府，于原石汗那国治所艳城置，辖1州；
奇沙州都督府，于原护特犍（护时犍）国治所遏密城置，辖2州；
旅獒州都督府，于原乌拉喝国治所摩竭置，辖25州；
姑墨都督府，于原怛没国治所怛城（捷尔梅滋附近）置，辖1州；(www.xing528.com)
昆墟都督府，于原多勒建国治所抵宝那城置；
至拔州都督府，于原俱密国治所措瑟城（褚瑟）置；
鸟飞州都督府，于原护密国治所摸达城（塞伽审城）置，辖1州；
王庭州都督府，于原久越得犍国治所步师城置；
波斯都督府，于原波斯国疾陵城置。
至此，大唐西部疆界推至咸海，势力范围延至里海。
西陲统一，对于维护国家统一和疆域完整，对于巩固西北边防，保卫西域人民和平的劳动和经济文化的发展，对于加强中外经济文化的交流，无不具有重大意义。
在今中国东北地区，当时生活着基本同属东胡的契丹、奚、室韦、靺鞨、高句丽等族。其中契丹、高句丽在南，室韦在北，奚在西，靺鞨在东。
契丹居于辽河上游，隋末唐初有较大发展，地域北接室韦、南达营州（今辽宁锦州市西）、东邻高句丽、西近奚境，“地方二千里”。唐朝前期为大贺氏八部：达稽部、纥便部、独活部、芬问部、突便部、芮奚部、坠斤部和伏部。贞观初年，其部落联盟长摩会率众来降。窟哥为部落联盟长时请求内属，唐以其地置松漠都督府，分上述八部为峭落、弹汗、无逢、羽陵、日连、徒何、万丹和匹黎、赤山九州。唐赐窟哥李姓，命为都督，以各部酋长为州刺史。另将在大贺氏（李氏）八部之外并与之通婚的孙氏再设一州，始称辽州，后改威州，孙万荣为部落酋长时改称归诚州。实际上，契丹地分十州。武则天时，松漠都督李尽忠因受营州都督凌侮，起而反抗，自称无上可汗，占据营州。玄宗时，契丹乙室活部出兵助唐，获胜，其地重归于唐，唐以契丹乙室活部自编为乙室、迭剌二部，将流散的大贺氏编为六小部，共为八部，立遥辇氏为可汗。并恢复松漠都督府，由遥辇氏部落联盟长为都督。另有与乙室活部通婚的乙室已部和孙氏后裔拔里部，被称为二审密。因此，唐时契丹实际上仍有十部，分为遥辇氏、审密（孙）两大集团。辽朝建国后这两大集团各以耶律、萧为姓氏。
奚居今滦河流域，贞观时请内属，唐在其地置饶乐都督府，以其酋长可度为都督。
室韦居于外兴安岭南北辽阔地区，其国无君长，有大首领17人，都以莫贺弗为号。贞观初年，遣使来唐，接受唐王朝领导。唐在其地置室韦都督府，进行管理。
靺鞨古称肃慎，北魏时称勿吉，是后来满族的祖先，居住于黑龙江、松花江流域。当时众分数十部，七部力量较强，各依所居地山水名为名：粟末部，居于今松花江流域的粟末水一带；黑水部，居于黑龙江中下游（包括库页岛）；白山部，居于长白山一带；汨咄部，位于粟末部稍北地区；安车骨部，位于汨咄部东北；拂涅部，汨咄东；号室部，乌苏里江两岸。其中以粟末、黑水两部最强。唐建之初，即派使者自请内属，唐以其地为燕州，任命其首领突地稽为燕州总管，后调突地稽入朝，官至右卫大将军，封燕国公。722年，唐在黑龙江下游两岸的黑水部居住地置勃利（即伯力，在今俄罗斯，改称哈巴洛夫斯克）州，任命黑水部首领为刺史。725年，又在其地置黑水军。726年，在其地建黑水都督府，管辖整个黑龙江中下游和乌苏里江流域。唐朝派遣长史控制，但都督和所属州刺史仍为其部首领。728年，玄宗赐其首领姓名李献诚，封云麾将军。
原居粟末水流域，后东迁牡丹江流域的粟末部大祚荣于698年自立为震国王。713年，唐玄宗以其地设忽汗州都督府，也称渤海都督府，任命大祚荣为“左骁卫员外大将军”，封“渤海郡王”、“忽汗州都督”。这就是中国历史上著名的“渤海国”地方政权。渤海国辖5京15府62州，管辖今牡丹江、绥芬河流域和乌苏里江以东大部分地区。历代渤海王都注意汉文化学习，多次派遣王子和大臣子弟赴长安学习，并在汉族先进文化的影响下创造了被称之为“渤海文化”的灿烂文化。渤海国始终与唐中央政权保持密切的关系。如，仅在玄宗时，渤海国遣使到中央就有29次之多，代宗时有25次，宪宗时6次，文宗时12次。唐王朝对渤海国赏赐甚多，仅玄宗时就有好几十次。
占据辽东和朝鲜半岛北部的高句丽，因惧唐进攻，筑起一道东北起自扶余、西南至海的五百余公里的长城。辽东本中国之地，理应收回，加上位于朝鲜半岛南部的新罗因高句丽进攻向中国求救，因此太宗于644年亲率10万大军分水陆两路进攻高句丽。660年，高宗李治派兵10万再征，先灭位于朝鲜半岛西南的百济，分其地为5都督府。667年，高句丽内讧，莫离支（相当于丞相）向中国求援，唐军对高句丽南北夹击，次年进入平壤。唐分其地置新城、辽城、哥忽、卫东、舍利、居素、越喜、去旦、建安9都督府和南苏、盖牟、代那、包严、磨米、积利、黎心、延津、木底、安市、诸北、识利、佛涅、拜汉14州，总隶于安东都护府。以薛仁贵为安东都护，领守平壤。后来，新罗统一朝鲜半岛，唐初将安东都护府迁辽东（今辽宁辽阳），再迁新城（今抚顺附近），并一度改都护府为都督府，中宗时又恢复都督府。
唐王朝对东北的经营，使勒拿河流域以东的辽阔地区成为中国疆域的一部分，特别是大兴安岭南北和黑龙江、乌苏里江、鸭绿江流域已经成为中国疆域稳固的一部分。
[1] 按《唐会要》载，“昭武九姓”本为月氏人，原先居于祁连以北的昭武城（今甘肃张掖市附近）。后为匈奴所破，被迫迁徙至葱岭一带。他们都以“昭武”为姓，示意不忘根本。至于“九姓”之属，《隋书》、《通典》、《新唐书》所载不尽相同。
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