古代中原農耕文明最大的威脅一般而言都是北方的遊牧民族，然而在唐代在帝國的西部卻崛起了一股強大的勢力，事實上這股勢力曾在號稱當時全世界最強的大唐帝國和阿拉伯帝國之間異軍突起，成為足以與兩大帝國分庭抗禮的強勁對手——這個對手就是青藏高原上的吐蕃王朝。
事實上吐蕃是青藏高原上第一個統一政權，其實也是唯一的一個。松贊干布統一西藏就向青海和湟地區的吐谷渾汗國擴張，為此還曾與唐朝爆發過沖突：松州之戰唐軍沉重打擊了吐蕃，松贊干布隨即與唐朝和親，接受唐朝冊封，吐蕃藉此從唐朝引入先進科技、工藝及曆法，實現了富國強兵的目標。與此同時吐蕃開始控制周邊的泥婆羅（今尼泊爾）等小國並曾聯合泥婆羅援助大唐使節王玄策攻破天竺。
松贊干布死後論東贊、論欽陵父子成為吐蕃的實際執政者並開始和唐朝直接對抗：公元670年論欽陵率軍攻滅附屬於唐朝的吐谷渾並在接下來的大非川之戰中擊敗了唐朝名將薛仁貴，從此吐蕃盡佔整個青藏高原。此後為了奪取河西走廊、隴右、西域，控制絲綢之路，吐蕃軍多次主動和唐軍交戰：青海湖之戰論欽陵大敗十八萬唐軍；素羅汗山之戰論欽陵又大敗武周軍十餘萬人，乘勝奪取涼州。西域的安西四鎮也曾一度被吐蕃奪取。
正當論欽陵在和唐朝的戰爭中一再取勝之時吐蕃內部爆發了一場權力鬥爭：論東贊、論欽陵父子長期把控吐蕃國政，這令吐蕃王族及親王族的大臣十分不滿。698年吐蕃贊普杜松芒波傑與大臣論巖合謀託以狩獵之名前往論欽陵的駐地阿秦地區（吐蕃人對吐谷渾故地的稱呼），捕殺其黨羽兩千餘人。論欽陵欲發兵抗命，但部將卻忠於贊普，因此兵潰自殺身亡。此後吐蕃王族從權臣手中收回了權力。
704年杜松芒波傑在征討六詔期間病死於軍中，其子尺帶珠丹繼位。由於年幼，政權由祖母沒廬氏赤馬類執掌。尺帶珠丹即位之初吐蕃沒有強有力的統治者，且內無謀臣，外無良將，因此政局動盪不安。屬國起兵反抗，居心叵測的大臣們也紛紛叛亂。從705年開始，大臣岱仁巴農囊扎、開桂多囊叛亂於那拉山，西南的屬國尼婆羅、悉立也發生了叛亂。攝政的沒廬氏先後發兵征討叛亂，於709年平定了悉立。又先後處罰了一些大臣，基本鞏固了政權。
尺帶珠丹繼松贊干布之後再度迎娶大唐公主：707年唐朝以雍王李守禮女金城公主，雙方在大昭寺會盟。同時吐蕃通過用大量錢財賄賂唐朝官員楊矩，得到了青海東南部的九曲之地。714年吐蕃遣使赴長安，請求唐朝派使臣前來會盟，並要求以河源一帶為邊界。唐玄宗派遣左散騎常侍解琬前去會盟。但吐蕃對會盟的結果十分不滿，派大論乞力徐、大將坌達延率兵十萬，進攻唐朝，唐將王晙選勇士七百，衣胡服夜襲之，吐蕃軍驚懼混亂，自相殺傷，死者萬計，薛訥率唐軍夾擊，斬首一萬七千，獲馬羊超過二十萬，追擊吐蕃軍，戰於長城堡，又敗之，吐蕃軍相枕藉而死，洮水為之不流。唐軍前後殺獲數萬人，拆毀吐蕃建立的城堡和橋樑。之後吐蕃向唐請和，並要求用與唐朝平等的禮節，玄宗不許。
此戰後唐蕃關係惡化。吐蕃遣使通好於黑衣大食（阿拔斯王朝）、突厥、突騎施等國，多次騷擾唐朝的西部邊境，皆被唐朝擊敗。715年吐蕃聯合黑衣大食攻打西域的費爾幹納盆地地區，介入拔汗那國的王位繼承鬥爭，但為唐朝所敗。同年吐蕃與阿拉伯共立阿了達為王，發兵攻拔汗那，拔汗那王兵敗，奔安西求救。孝嵩率軍出龜茲西數千裡，下數百城，長驅而進。是月，攻阿了達於連城。孝嵩自擐甲督士卒急攻，自巳至酉，屠其三城，俘斬千餘級，阿了達與數騎逃入山谷。孝嵩傳檄諸國，威振西域。716年吐蕃進攻松州。松州都督孫仁獻襲擊吐蕃於城下，大破之。吐蕃再次請和。717年隴右節度使郭知運大破吐蕃於九曲。此後同年又於與突騎施、黑衣大食入侵安西四鎮，戰於塔里木盆地西北，但戰敗。718年戊辰吐蕃奉表請和，乞舅甥親署誓文；彼此宰相皆著名於其上。719年唐蕃雙方會盟，停止了戰爭。
在對外擴張的同時尺帶珠丹在位期間加強中央集權，建立了紅冊木牘制，將各地的戶籍、稅收、兵籍等的管理收歸朝廷管理，並設立紅冊木牘典籍備案（744年起改用黃色藏紙記載）。同時對沒用的官吏大幅度裁員，削減支出；打擊強權大臣並多次巡視各地。他還下詔對貧困地區的稅收進行減免，以緩和階級矛盾。他消弭多次內亂，健全各項管理制度，使吐蕃社會井然有序，充滿勃勃生機。尺帶珠丹在位時期奠定了日後吐蕃強盛的根基。
安史之亂後吐蕃獲得了新的擴張良機：趁唐朝西域、隴右軍團東調平叛之機吐蕃陸續佔領隴右、河西。代宗廣德元年（763年）吐蕃政權趁唐衰弱之際盡取隴右道。是年冬吐蕃攻佔了唐朝的京城長安，半個月後才撤離。此後十餘年吐蕃又奪去河西之涼、甘等州。
赤松德贊在位時期聽說摩揭陀國有如來佛祖的真身舍利，遂派大軍遠征天竺，欲奉舍利回吐蕃供奉。恆河北岸的各個小國得知蕃軍強盛，紛紛投降，成為屬國。蕃軍兵不血刃便佔領了恆河北岸地區，隨後渡過恆河攻入中天竺的摩揭陀國。摩揭陀人紛紛逃竄，蕃軍從佛塔中取出舍利，送往吐蕃供奉；同時又掠奪了大量佛像、佛經，俘虜了不少高僧。凱旋迴朝之前在恆河邊豎立大鐵柱以標明地界，並遣士兵看守。
從781年開始吐蕃趁機大舉進攻唐朝轄下的西域。唐朝為了牽制吐蕃，用離間計策反吐蕃屬國南詔，久懷不滿的南詔王異牟尋趁機投靠唐朝，攻擊吐蕃。同時用和親政策拉攏回鶻（即之前的回紇），並通好於大食（阿拉伯帝國），形成對吐蕃的包圍網。但吐蕃利用自己在西域的各個屬國抗擊阿拉伯帝國，並於790年策反回鶻屬下的葛邏祿各部，又派遣恩蘭·達扎路恭大破支援西域唐軍的回鶻主力，回鶻走向衰落。在792年吐蕃完全佔領了西域地區，將唐朝與回鶻的勢力徹底驅逐。同時吐蕃還將勢力擴張到雲南地區的南詔國境內，這一時期吐蕃同時對抗東面的大唐帝國和西面的阿拉伯帝國，成功佔據了整個西域。
然而吐蕃的擴張過程中其實就已潛伏下了日後衰敗的種子：唐德宗時代的名臣李泌制定了聯合回鶻、南詔、天竺、大食等國共同削弱吐蕃的計策。另一方面吐蕃內部的權力鬥爭愈演愈烈，終於爆發大規模的奴隸起義，最終統一的吐蕃王朝崩潰，青藏高原重新回到了各部群雄逐鹿的狀態。
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