开元时期，唐玄宗对内政进行了一系列行之有效的治理和大刀阔斧的改革，使经济、政治、文化等几乎达到了顶峰；对于边疆统治也进行了有效的管理，不仅将原来丢失的土地重新夺了回来，还确立了大唐在边疆少数民族中令人敬畏的统治地位。
唐朝初年，为维护国家稳定，唐王朝统治者曾统一了北方的领土，并设置了单于、安北都护府，分别管辖长城内外到贝加尔湖的广阔地区。然而到了武则天主政以及做皇帝时期，突厥、契丹、吐蕃、奚等北方少数民族不断发展壮大，战士们作战勇猛，善骑射，屡屡侵扰大唐边疆地区。696年，契丹的李尽忠利用当时的民族矛盾，煽动部下反叛唐朝，借机攻占了营州。武则天下令征全国囚犯组成军队讨伐契丹，结果战败，契丹成为威胁唐王朝边关安全最大的隐患。703年，突厥攻占了丝绸之路上的重镇碎叶镇，致使丝绸之路最后断绝，严重影响了唐朝的声誉和外贸经济。
唐玄宗登基后，为了重新统一北方地区，采取了很多行之有效的措施。首先，根据现实需要进行兵制改革。均田制和府兵制是唐朝前期实行的土地制度和军事制度，寓民税和民兵于一体，在社会安定、经济发展的唐朝初期起过很大的积极作用。然而唐高宗在位后期以来，土地兼并严重，丁户几乎分不到任何耕地，只好背井离乡，到他处寻求生路，均田制渐渐被破坏。府兵制是建立在均田制的基础之上的，当均田制开始崩溃，随之而来的必然是府兵制的瓦解。最明显的标志便是，唐玄宗即位以后，军心涣散，士兵无心打仗，逃兵现象愈演愈烈。为此，唐玄宗接受宰相张说的建议，改府兵制为雇兵制，从关内招募军士12万人，充作卫士。经过十多年的努力，唐玄宗逐步将这种制度在全国范围内推广普及。雇兵制不仅解除了府兵轮流到边境守卫的痛苦，同时又为军队集中训练、提高战斗力提供了有力保证。第二，唐玄宗出台了很多有关整军方面的法规政策，其所颁布的《练兵诏》明文规定西北的军镇应加强军事训练，军队不得用于他处。唐玄宗还派兵部侍郎裴漼、大常少卿姜皎，前往边关督促检查法令的执行情况，处理具体事宜。第三，做好战前物资准备工作。一方面，唐玄宗任命太仆寺卿王毛仲专门主管马匹喂养，725年，全国军马由唐玄宗即位时的24万匹猛增至43万余匹，大大提高了军队战斗力；另一方面，唐玄宗大力发展屯田，增加粮食产量，彻底解决了以往军粮匮乏的问题。
717年，唐朝从契丹收复了辽西21州，重置营州都督府，漠北拔野古、同罗、回纥等都重新归顺唐朝。同时，安北都护府得以恢复，唐朝重新行使对长城以北土地的管辖权。在西北，在唐玄宗的英明领导下，唐朝收复了碎叶城，并打败了强悍的吐蕃、小勃律，重新打通了通往中亚的丝绸之路，唐朝的声威远播西亚。729年，唐朝从吐蕃手中夺回军事重镇石堡城。石堡城背靠华石山，面临药水河。正面悬崖峭壁，两侧山峦崎岖，如苍鹰展翅，令人生畏。隋炀帝西巡张掖时，路过此处，见此处地势险要，下令筑城，便有了石堡城。隋末唐初，吐蕃趁乱占领了石堡城。吐蕃军占领石堡城后，即派重兵把守，并以此为据点频频出兵进犯河湟之地，对唐朝形成了巨大的威胁。729年，唐玄宗李隆基下定决心夺回石堡城，解决边患问题。唐玄宗特意召集了朔方节度使李祎与河西、陇右地区驻防将帅商议攻城大计，然而诸将因其地理位置险峻不愿前往，只有李祎支持唐玄宗的决定，表示虽有危险，但为了边关安宁即使为国捐躯也值得。李祎大胆采取远距离奔袭战术，日夜兼程杀奔石堡城。吐蕃守城官兵依仗石堡城易守难攻的地势，加之唐朝此前也曾多次出兵但都无功而返，因而在防御上慢慢懈怠下来。此番李祎的突袭，打得吐蕃军措手不及，石堡城终于被唐朝收复了。石堡城的收复，使唐河西、陇右地区连成一片，边关防御能力得到极大的改善。
开元时期，大唐涌现出很多著名的军事家，而王忠嗣就是这一时期的杰出代表。王忠嗣出生于军事世家，其父王海宾以骁勇闻名，官至太子右卫率、丰安军使。王忠嗣九岁时，王海宾战死于沙场，唐玄宗追赠为左金吾大将军。唐玄宗念王忠嗣年幼，将其收为假子，接入宫中抚养，常与忠王李亨一起游玩。王忠嗣从小就表现出了卓越的军事才能，唐玄宗不以其年幼，常与王忠嗣在一起讨论兵法，称其“应对纵横，皆出意表”。
730年，王忠嗣出任兵马使，多次在河西、河东跟随河西节度使萧嵩出征。同年，萧嵩入朝以后，王忠嗣迎来了他军事生涯的首战——玉川战役。战前，王忠嗣派出精兵侦查，吐蕃大赞普正在玉川检阅军队。王忠嗣不顾其他将领的强烈反对，决定率部攻打吐蕃军。当天夜里，王忠嗣亲率300精骑出击，突袭玉川，斩敌数千，吐蕃赞普更是吓得仓皇逃走。此时的王忠嗣只有18岁。玉川一战，王忠嗣一战成名。
738年，鄯州都督杜希望谋攻新城，急需一位善于用兵的急先锋。这时有人向杜希望举荐了王忠嗣，夸耀只要王忠嗣出战，夺取新城就成功了一大半。于是，杜希望奏请唐玄宗，将王忠嗣划归到自己部下。王忠嗣善于搞突袭战，这次也不例外，守城的吐蕃军匆忙应战，被唐军打败。唐朝在此置威戎军，屯兵驻守。战后论功行赏，王忠嗣被授左威卫郎将。七月，杜希望率部攻占吐蕃盘踞的黄河大桥，并于黄河左岸修建了盐泉城。吐蕃欲报新城败北之耻，发兵3万大军攻打盐泉城。唐军兵少势单，将士皆害怕。王忠嗣见形势危急，坐以待毙就只有死路一条，所以决定背水一战，趁吐蕃军立足未稳之际，率领部下率先杀入敌阵，吐蕃军阵脚顿时大乱。杜希望见状，也趁势纵兵突入阵中，经过激战，唐军大获全胜。此战，多亏王忠嗣在危难之际主动出击，唐军才能化险为夷，朝廷为表其功绩，封其为左金吾卫将军同正员。此后王忠嗣官职扶摇直上，在官场上越走越远，最后被唐玄宗拜为河东节度使、朔方节度使兼灵州都督。
在担任两镇节度使期间，王忠嗣所辖区域从朔方至云中，边境长度绵延达数千里。为了加强边关防御，王忠嗣在要害地方都设置了城堡。以前筑有旧城的，王忠嗣便派人进行修复，使旧城继续使用；若无旧城，但地势险要易于军事防御的，王忠嗣便派人据险修建新城。王忠嗣修筑城防，不但改变了过去无处可守、庞大的唐军与灵活的游牧军队打游击屡屡失败的窘境，加强了边疆防务，而且还为大唐帝国向外开拓了数百里边境领土。
同一年，王忠嗣指挥了北伐契丹之战。王忠嗣率10万骑兵从雁门出发，在桑干河这个地方与契丹进行三次会战，三战三捷，打得奚契联军几乎全军覆没，混乱间，契丹可汗被部下杀死，一时间群龙无首，契丹36部尽数投唐，几十年不敢作乱，王忠嗣威行漠北。
此后，王忠嗣又在抗击吐蕃的最前线上冲锋陷阵。742年，王忠嗣集中优势兵力发动了对吐蕃的青海湖会战，大破吐蕃北线主力，随后更是在积石会战中将吐蕃残部全歼，并俘虏了8000依附吐蕃的吐谷浑军。这次作战，王忠嗣几乎摧毁了吐蕃在青海、甘肃交界处设置的全部堡垒，吐蕃死伤数万人，两个王子也战死，其重要战略盟友吐谷浑降唐。此战对唐王朝具有至关重要的意义，自此，吐蕃在青海地带对唐朝由战略进攻转为战略防御，其对河西地带的威胁已基本解除。之后，王忠嗣率军增援小勃律，一举击败吐蕃、大食联军，并在此战中大胆提拔了青年将领李光弼，为唐王朝培养了新的军事人才。
742年，唐玄宗遣使谕令乌苏米施可汗内附于唐，乌苏米施不从，王忠嗣遣使说服拔悉密、回纥、葛逻禄三部向后突厥发动进攻，结果后突厥兵败，王忠嗣乘机出兵北击，后突厥汗国部众千余帐相继归唐，后突厥从此衰落。
唐玄宗在对待边疆问题上，由最初的保守防御转变为积极进攻，正是开元时期唐王朝国力日盛的重要体现，随着版图的不断扩大，唐玄宗统治下的唐王朝成为盛极一时的唐帝国！
