618年，李渊（即唐高祖）称帝，建立唐朝，此后通过太宗李世民、武则天和玄宗李隆基一百多年的开疆拓土，在世界的东方形成了疆域空前广阔的大唐帝国。在最强盛的时期，唐帝国的疆土东北至黑龙江、外兴安岭一带，东到大海，包括台湾岛及其附属岛屿；南及南海，包括今天越南的北部和中国的海南岛及所属南海岛屿；西至咸海，西北到巴尔喀什湖以东以南地区，北达贝尔加湖。这一疆域超过了西汉鼎盛时的版图，使唐帝国成为当时世界上版图最大、势力最强的封建大帝国。在辽阔的边疆地区，唐朝设立了安东、安南、安北、单于、安西、北庭六大都护府进行有效的管辖。
东北边疆，设安东都护府。唐朝曾用兵高句丽，册封契丹、奚、室韦、等民族的首领，669年（唐总章二年）设安东都护府，管辖着今天辽宁、吉林南部、黑龙江下游和朝鲜半岛一带。唐朝对东北的经营具有重要意义，正如马大正教授所指出的：这“使勒拿河流域以东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、鸭绿江流域成为中国疆域的一部分”。
南部边疆，设安南都护府。622年（唐武德五年），唐朝改隋朝的交趾郡为交州总管府，不久又改为交州都督府，679年（唐调露元年）又改为安南部护府，757年（唐至德二年）再改为镇南都护府，768年改为安南都护府，管辖着今天广西、广东、海南、云南东南部和越南的中、北部地区。
北部边疆，设安北、单于两都护府。唐朝平定东、西突厥，与回纥建立了密切的联系，把北部疆土拓展到北起安尔加河，东抵额尔古纳河流域，西至巴尔喀什湖，南邻居延泽的广大地区。在这一地区，647年（唐贞观二十一年）设置了燕然都护府，663年（唐龙朔三年）移往大漠以北，统领漠北各州府，并改名为瀚海都护府，669年又改名为安北都护府。663年，又设云中都护府，第二年又改名单于都护府，管辖着今天内蒙古中、西部地区，唐高宗末年由于后突厥的兴起而对这一地区失去控制。
西北边疆，设安西、北庭都护府。太宗时期（627年～649年），唐王朝多次用兵西北，征讨西突厥，降服吐谷浑、高昌、焉耆、龟兹，使今天的青海、甘肃、新疆地区归于唐朝的统治之下。640年（唐贞观十四年），在高昌（今新疆吐鲁番）设安西都护府，统辖安西的龟兹、疏勒、于阗，碎叶四镇，管辖着今天新疆和中亚的大片地区。武则天时，把安西都护府移往龟兹，管辖天山南路直到咸海的广大地区；又设北庭都护府，统辖天山北路东起巴里坤湖、阿尔泰山，西至咸海的广大地域。安史之乱之后，唐朝国力衰弱，安西都护府的辖区退到葱岭以东，北庭都护府之地被吐蕃夺去，唐朝的西北边疆大大内缩。
唐帝国的疆域如此广阔，但唐王朝并没有同时管辖过这样的范围，而且到达最远点的时间也是短暂的，比如唐朝仅仅在661年至665年的四年间控制了碎叶以西至咸海的广大地区，但那时还没有灭掉高句丽，东部边疆还在辽河一线。唐朝中期以后，大食的侵占使唐朝丧失了葱岭以西的疆土，吐蕃的争夺和南诏、渤海、回纥（788年起改译为“回鹘”）的兴起也使唐朝疆土内缩，六大都护府也被迫撤并或者内迁。这些边疆民族政权同唐朝的争夺与大食的侵占有本质的不同，因为这些政权都是当时中国的一部分，它们与唐朝疆土的进退得失都是当时中国内部不同政权的领土变动，而大食的东侵则使当时的中国丧失了大片土地。当时，吐蕃控制着今天的青藏高原，后来从唐朝夺取了河西走廊和西域大部分地区；南诏控制着今天中国的云南和缅甸、越南的一部分，渤海控制着今天的中国东北北部、朝鲜北部和俄罗斯远东部分地区，回纥控制着蒙古高原，这些地区与唐朝的疆土共同构成了当时中国的疆域。
唐朝时期，生活在中国边疆地区的少数民族，东北、北部边疆有突厥、回纥、室韦、契丹、奚、高句丽等民族，东南和南部地区是俚、僚各族，西南边疆则是南诏、吐蕃，西北地区为吐谷浑和西域的高昌、龟兹等国。