唐代对全局产生过重要影响的民族，首推突厥族。突厥发祥地在准噶尔盆地以北，后迁到高昌（今新疆吐鲁番）的北山（今博格多山）。隋开皇三年（583）突厥正式分裂为东、西两部，东突厥领有漠南广大地区，西突厥则领有今天的新疆和中亚的大部分地区。隋末中原动乱，不少人向北方避乱，逃往东突厥。东突厥成为雄踞于蒙古高原的强大势力。
唐政权建立起来之后，在处理与东突厥的关系上是十分慎重的。突厥的骨咄禄出使长安，高祖李渊甚至“引升御座以宠之”。唐送往突厥的“前后饷遗，不可胜纪”。
武德三年（620）东突厥处罗可汗死后，其弟颉利可汗即位。颉利可汗自恃强大，几乎年年南侵唐土。武德五年（622），颉利可汗侵扰定、并、汾、潞四州（即今河北定县一带、山西汾水中游和长治附近的地区），掠去男女5000口以上。此后，中原地区的北部不断有被突厥掳掠去的人口。到武德八年（625），突厥和吐谷浑（活动于今青海一带的少数民族）与唐又正式建立互市关系。史书记载“先是中国丧乱，民乏耕牛，至是资于戎狄，杂畜被野”，对唐初农业生产的恢复起到了重要作用。
武德九年（626），突厥的颉利、突利两位可汗发兵40万大举南下，直逼唐都城附近的渭水桥北。刚刚即位的太宗李世民率高士廉、房玄龄等6骑亲到渭水与颉利可汗隔水对话，责备突厥负约。突厥疑心唐朝早有准备，没敢攻战和劫掠，与太宗在渭水的便桥上结盟后，就退兵北返了。贞观三年（629），太宗乘东突厥内外交困，连年灾荒，派兵一举灭亡其国，并于次年生擒颉利可汗。东突厥亡后，其部众或北附薛延陀，或西奔西域，还有近10万人归附于唐朝治下为民。太宗为安置降附的突厥，在幽州（今北京）至灵州（今宁夏灵武）设了顺、佑、化、长四州都督府，任用突厥贵族为都督，统治原有的部众，并让他们仍旧保持原有的生产和生活习惯。当时突厥首领在长安被任为五品以上将军、中郎将的官员有100多人，“殆与朝士相半。”
高宗永淳元年（682）到玄宗天宝三年（744），东突厥复兴，颉利可汗的族人阿史那骨咄禄等收复东突厥故地，建立了后突厥汗国。天宝四年（745），受玄宗册封的回纥怀仁可汗攻杀了后突厥的白眉可汗，后突厥灭亡。其部众或依附回纥，或南迁降唐，或西迁中亚。
贞观二十二年（648），原西突厥的叶户（突厥一等大臣或别部大首领）阿史那贺鲁被乙毗射匮可汗逼逐，率众内附。第二年，阿史那贺鲁因为讨伐龟兹有功，被太宗提升为瑶池府都督，率领他的部众居住在庭州莫贺城（今新疆吉木萨尔西）。阿史那贺鲁从此秘密召集离散的部众，势力日盛。高宗永徽二年（651），阿史那贺鲁率兵击破了乙毗射匮可汗。阿史那贺鲁自称沙钵罗可汗，逐渐统一了西突厥十姓部落，同时还胁迫许多西域诸国归属他。此时，沙钵罗可汗已拥兵数十万，羽翼十分丰满了。于是，他便公开叛唐，不断侵扰唐西部边境，杀掠边民。
从永徽三年（652）起，朝廷屡次派兵征讨西突厥的沙钵罗可汗。唐朝著名的“安西四镇”即龟兹、疏勒、于阗和碎叶，就是在与西突厥的斗争中建立起来的。高宗显庆四年（659），终于彻底击灭了西突厥，在其故地设置了昆陵和池两个都护府。
唐与突厥和平相处，对双方都有极大好处，玄宗曾在致突厥的玺书中说道：“突厥和好之时……甲兵休息，互市交通，国家买突厥马羊，突厥得国家彩帛，彼此丰足，皆有便宜。”
