公元617年，李唐王朝在隋末農民起義中建立起來，成為統一中國的朝代中最民富國強的王朝之一。因有貞觀之治，各項事業都恢復發展的很快，短短幾年時間就使國力大增，歷史上稱之為大唐盛世。由于國力強盛，國泰民安，盡快恢復與西方的文明紐帶的暢通就迫在眉睫。此時，西突厥分東西兩部分，國力大大地衰減。這樣，唐王朝得以乘機經營起西域。首先是伊吾（今哈密）、鄯善等國屈服于唐王朝。貞觀十四年（公元639年），高昌國阻斷了西域的通路。于是，唐太宗命令薛萬徹、候君集二將領兵大敗高昌軍隊，并于轉年生擒了高昌國王。在高昌國境內設置了西州府和安西都護府。且留重兵永久鎮守在兩府。自此高昌國被徹底從西域剿滅。此后，唐太宗又命令唐王朝西征大軍，相繼剿滅了西域等地殘留的意欲與唐王朝對抗到底的幾個頑固不化的國家。它們是焉耆、龜茲、疏勒、于闐等二十幾國，并最終將西域被剿諸國統歸安西都護府管轄，高宗顯慶三年（公元658年），唐王朝最后肅清了西突厥殘部。自此，西突厥原來役使的各個西域國家全部隸屬于安西都護府。
武則天（武后）時代，在當時的庭州設立了北庭都護府。以北庭都護府統治天山北路。安西都護府從龜茲（今庫車縣）統治天山南路。于是，蔥嶺以東大部分領土都納入唐王朝的版圖。當時入貢唐王朝的國家有吐火羅（阿富汗北）克什米爾、波斯、尼泊羅（今尼泊爾）及昭武九姓國（九個國家）。昭武九姓國是位于今阿姆河及錫爾河流域，原隸屬俄羅斯并位居中亞細亞以南的地域中，最遠至咸海、里海以東一帶的康、安、曹、石、米、何、史、燖、戍地等九個國家。該九國因其祖輩世代居住甘肅祁連山昭武城，雖然分成九個國家，但仍以昭武為姓。所以歷史上統稱昭武九國。此后，唐高宗在以上諸國基礎上，將其并建成為府州，并封其諸侯國王為都督或刺史。至此，唐王朝的聲威達到了頂峰。
從此，西域存留下來的諸侯國均尊稱唐王朝皇帝為天可汗。歷史上秦漢對匈奴與隋唐對突厥的形勢基本相同。秦王朝統一天下后，先攻匈奴驅其于西域沙漠以西，而后建長城以固政權統治。緊隨其后的漢及隋唐，如接力賽一樣，經幾代人的共同努力，終于平定西域，降服突厥。這說明歷史雖無反復，卻的確有相似之處。不同的是，隋唐比起秦漢來國力更強盛，突厥比起匈奴來也更具威脅。隨著連年征討西域，漢朝通過西域加強了與西方文化的交流，使西方世界充分看到東方文明的悠久與力量。唐王朝擴大了漢朝與西方交往的范圍，進一步拓寬了中西亞各國的貿易渠道，由此，陸上絲綢之路更加通達，中外交往更加頻繁，在初唐的貞觀年間，絲綢之路進入了鼎盛時期。大唐的勢力及貿易范圍遠達中亞、西域，甚至遠及咸海、里海和帕米爾高原東西南北的地區。
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