另外，李世民还健全了府兵的兵役和训练制度，进一步明确了府兵的征集、简点、服役期间的具体任务等规定，如凡年满二十一——五十九岁的均田农民都可简点入军，六十岁退役；其简点的原则是“财均者取强，力均者取富，财力又均，先取多丁”；被简点入军的府兵战士在服役期间要完成宿卫和征战两大任务。为了提高府兵战士的作战能力，李世民不但详细制订了府兵丁壮在军府期间定期进行冬季训练的具体内容，而且还亲自在殿廷教习骑射，使之在“数年之间，悉为精锐”。于是，唐朝的府兵制度发展到了全盛时期，并与以三省六部制为主的政治制度和以均田制为主的经济制度相互配合，相互渗透，构成了唐王朝经济基础和上层建筑的主体。为了进一步加强国防建设，李世民还组织边防部队在沿边地区大力屯田积谷；恢复并完善边疆和内地的烽隧报警制度；大兴马政，发展监牧养马事业；组建装备精良而又训练有素的骑兵队伍；进一步改进军队的兵种结构，提高军队的战斗力。
唐代中央军队除府兵外，还有一支重要的武装力量，就是禁军。李渊在长安称帝后，把太原起兵时的三万人留作宿卫，号“元从禁军”，这是唐朝最早的禁军。元从禁军实行世兵制，所享待遇高于一般卫士。贞观初年，李世民选善射者组成“百骑”，分二番在北门宿卫：后又选材力骁壮者组成北衙七营。贞观十二年，在北门置左右屯营。
唐代沿袭隋朝将全国划分为若干军事区的方法，以达到“治众如治寡”的目的。李世民贞观元年，将天下划分为十道，朝廷分道置兵，各道中既有道管辖的地方军和戍边部队，又有中央直属的折冲府。部署兵力的基本原则是，以京畿和敌情严重地区为重点，分区置兵，形成“内重外轻”、中央军与地方军交叉配置、中央与地方共同防卫的国防体系。据不完全统计，李世民在贞观年间设立的折冲府有六百多个，总兵力约六十万人，分布在全国十道七府七十七州之中。其中唐都长安所在的关内道就有二百八十多府，兵力约二十万人，占全国总兵力的三分之一以上，形成了“举关中之众以临四方”的军事布局。其后，又将国内调整为十二道，从兵力部署上看，防备吐蕃的河西、陇右、剑南三道和防备突厥、奚、契丹的河东、范阳、平卢等道的兵力明显加强，边防任务较轻的江南、河南等道兵力较少。这种布局对于维护国家统一具有重要意义。为加强对边远地区军政的管理，自贞观十四年开始，唐廷在边境地区陆续建立了六个都护府。都护府的主要职责是“抚慰诸蕃，缉宁外寇”，叙功罚过，总判辖区内军政之事。大都护一般由亲王亲领，府中日常政事由副大都护主持。这是唐前期一种重要的戍边体制，对边疆的安全和稳定发挥积极的作用。
唐朝前期，基本上实行的是积极防御的国防战略并取得巨大成功。唐太宗李世民继位后，面对周边少数民族政权的不断侵扰，一改过去某些中原王朝单靠修障筑塞进行消极防御的方法，采取了励精图治、富国强兵、以战止战、求得边境长治久安的积极防御战略，先后进行了征东突厥之战、灭吐谷浑之战、败薛延陀之战等重大战役，不但较为彻底地解除了边患，而且使唐朝声威远播，在当时的国际舞台上发挥了重要作用。
贞观二年四月二十六壬寅日，朔方人梁洛仁杀夏州割据势力首领梁师都，归降唐朝，唐朝统一全国。
贞观三年至贞观四年，唐廷任命李靖为行军总管，率部出击突厥颉利可汗，最后生擒颉利而还。至此唐朝北方的严重边患基本上解除了。唐朝声威远播，各国、各族遣使至长安朝贡，四夷君长诣阙请求尊李世民为“天可汗”。从此以后，凡以玺书赐西北君长，皆称“天可汗”。对东突厥战争的胜利是初唐国防上的重大事件，不仅扭转了长期以来数面受敌的不利态势，基本上解除了北方边患，而且极大地提高了唐朝及李世民本人的声望，客观上加强了唐朝与周边民族之间的政治、经济、文化联系。
贞观八年至九年，李世民派唐军大举征讨吐谷浑，很快就平定了吐谷浑，从近者来说，是解除吐谷浑对河西走廊的威胁，保障唐对西域的经济文化交流；从远者来说，则是力图控制吐谷浑，将其作为防范日益强大的吐蕃的屏障。
贞观十年至十六年，成功招抚铁勒诸部。东突厥汗国灭亡后，薛延陀汗国在漠北崛起。随着势力日渐强大，薛延陀对唐朝国防构成新的威胁。李世民采取剿抚并用之策，先是向其示好，之后利用薛延陀的内乱以及铁勒内部的混乱，乘势出兵扫平薛延陀，取得了“北荒悉平”的战果。为安抚铁勒诸部，李世民亲往灵州，后来铁勒诸部十一姓各遣使入贡，并且请求唐朝在他们各部“置官司”以统辖之。李世民赐宴回纥等族使者，颁赍拜官，并赐其酋长玺书。贞观二十一年，李世民下诏，以回纥部为瀚海府、仆骨为金微府等。他们又请求在回纥以南、突厥以北开一道，谓之“参天可汗道”。这样，北方各族同唐朝的紧张关系大为缓和，经济、文化的交流得到了很大的发展，边境长期安宁。
贞观十七年至二十三年经营西域。李世民经营西域早在贞观十三年出兵高昌就已经启动了。高昌国是西域诸国向唐朝朝贡时的必经之路，其对当时所过西域贡使任意拘留、抢夺贡品。这样高昌成为一个与唐朝对立的力量，阻挡了西域往来唐朝的商贾贸易。李世民为改变这种情况，于贞观十三年正式出兵征讨高昌，次年平定高昌。
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