义宁二年（618年）三月，隋炀帝在江都之变中遇害害。这一事件加速了李渊篡位的步伐。同月，隋恭帝杨侑加封李渊为相国，让他总揽朝政，并给予象征最高权力的九锡之礼。
登基建国
到了五月，隋恭帝进一步允许李渊使用只有皇帝才能享用的十二旒冕冠和天子旌旗，出行享有特别警戒和清道的待遇。不久之后，戊午日（5月20日），隋恭帝被迫下诏将皇位禅让给李渊。又过了几天，在甲子日（6月18日），李渊正式在长安太极殿登基称帝，建立了唐朝，改元为武德，定都长安，成为唐高祖。新朝成立后，李渊任命李世民为尚书令，并很快立李建成为皇太子，封李世民为秦王，李元吉为齐王。
李渊在取得皇位后，对待前朝的后裔表现得相当宽容。他下诏封隋恭帝杨侑为酅公，并且还册封北周的后代为王，以此来强调李唐政权的合法性和延续性。这种做法不仅显示了李渊的大度，也为新王朝赢得了更多的支持和认可。
扫除群雄
李渊称帝之时，全国仍处于群雄割据的状态，唐朝的控制范围主要局限于关中和河东地区。为了实现全国统一的目标，李唐王朝制定了明确的战略：首先巩固关中作为稳固的后方基地，然后逐步向东扩展，最终完成全国的统一。为此，李渊频繁派遣儿子们——李世民、李建成及李元吉出征，以消灭各地的割据势力。
夺取北方
在北方，隋末动乱之际，河东人薛举在金城（今甘肃兰州）起兵反隋，自封为西秦霸王，后来更称帝，占据了陇西地区，并宣称拥有三十万大军。当唐军进入长安后不久，薛举便向扶风（今陕西凤翔）发起进攻，但被李世民击败。武德元年（618年）六月，李世民再次率军讨伐薛举，但在他因病撤退后，接替指挥的刘文静和殷开山因为轻敌而遭遇了薛举在高城（今陕西长武西北）的大规模袭击，导致惨败。
同年八月，薛举的儿子薛仁杲企图进一步扩张，围攻宁州，但被当地的刺史胡演成功击退。不久之后，薛举病逝，薛仁杲继承了他的位置。面对这一局势，李渊一方面与占据凉州（今甘肃武威）的李轨保持友好关系，另一方面再次任命李世民为元帅对抗薛仁杲。
到了十一月，李世民终于在战场上取得了决定性的胜利，大败薛仁杲并俘虏了他，从而平定了西北地区的大部分领土。李轨在凉州（今甘肃武威）割据一方，但因内部矛盾激化、人心不附而陷入困境。武德二年（619年），李渊试图通过李轨的部将安兴贵劝降李轨，但未成功。不久，安兴贵兄弟发动兵变，俘获李轨并将其送往长安处决，从而平定了河西走廊。同年，汉水、淮河之间的割据者朱粲请降，被封为楚王，但很快又杀害了唐朝使者段确，转而投奔王世充，显示出地方势力的反复无常。
与此同时，代北的刘武周对太原发起了猛烈进攻，迫使留守李元吉弃城逃走。刘武周的部将宋金刚继续南下，威胁到关中的安全。面对这一危机，李渊派遣李世民率军抵御。经过五个月的僵持，李世民抓住宋金刚粮草匮乏的机会，迅速反击，在吕州和介休一带大败敌军。刘武周和宋金刚最终逃往突厥，后来被突厥所杀。这次胜利使唐朝完全控制了山西地区，巩固了关中的安全，并扫除了进兵关东的障碍。
随着瓦岗军领袖李密在洛阳王世充的打击下失败降唐，黄河流域形成了窦建德、王世充与唐朝三足鼎立的局面。武德三年（620年）七月，李世民奉命进攻王世充，对洛阳进行了长时间的围困。次年三月，面对王世充的求援，窦建德决定出兵相助。李世民采用“围郑击夏”的策略，在武牢阻止了窦建德的前进。窦建德军队久战不利，最终被击败并俘虏。王世充见势不妙，也选择了投降。这次胜利极大地加速了唐朝统一关东地区的进程。
然而，李渊决定除掉深得民心的窦建德，并强征其旧将到长安，导致河北地区人心不稳。同年七月，窦建德旧部刘黑闼聚众起兵，得到突厥的支持，短时间内恢复了窦建德原先的地盘。尽管李世民在洺水之战中击败了刘黑闼，但河北的人心仍未完全归附唐朝。
次年六月，刘黑闼再次借突厥之力侵犯山东，引发河北诸州重新叛乱。直到武德五年（622年）二月，李建成督军作战，才彻底击败刘黑闼，重新平定了河北。
最后，在武德七年，河北起义军首领高开道被其部将张金树所害，张金树随后向唐朝投降，标志着这一地区的动荡基本结束。
攻克南方
在攻克长安的过程中，李渊就派遣光禄大夫李孝恭前往山南地区（今陕西安康一带）招抚巴、蜀等地。李孝恭的檄文所到之处，超过三十个州纷纷归降。为了进一步巩固南方，李孝恭大力发展水军，积极备战。武德四年（621年）九月，高祖李渊任命李孝恭为荆湖道总管，李靖为行军总管，率领水陆十二军进攻占据江陵并自立为梁帝的萧铣。经过一番战斗，萧铣的部将文士弘战败，萧铣最终选择投降，唐军顺利平定了荆湖地区。
随后，李渊命令李靖继续向岭南推进。同年十一月，李靖成功招降了岭南地区的豪族首领冯盎、李光度和宁长真等人，控制了九十六个州，获得了六十多万户民众，彻底平定了岭南。
早在武德二年（619年），割据淮南的军阀杜伏威就已经归附唐朝，并奉诏入朝辅政，留下辅公祏守卫。然而，在武德六年（623年），辅公祏在丹阳举兵反叛，自称皇帝。对此，李渊迅速反应，命令李孝恭率领诸将水陆并进进行征讨。
到了武德七年三月，辅公祏被击败身亡，江南地区全部平定。通过这一系列行动，唐朝基本上消除了隋末以来的分裂割据局面，实现了全国的基本统一。这些胜利不仅稳固了李唐王朝的统治基础，也为后续的繁荣发展奠定了坚实的基础。
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