十一月攻拔長安，在關中站穩了腳跟。李淵入長安後，立煬帝孫代王侑爲天子(恭帝)，改元義寧，遙尊煬帝爲太上皇;又以楊侑名義自加假黃鉞、使持節、大都督內外諸軍事、尚書令、大丞相，進封唐王，綜理萬機。次年(618)五月，李淵稱帝，改國號唐，定都長安。不久唐統一了全國。李淵在位時期，依據隋文帝舊制，重新建立中央及地方行政制度，又修定律令格式，頒佈均田制及租庸調製，重建府兵制，爲唐代的職官、刑律、兵制、土地及課役等制度奠定了基礎。武德年間，統治集團內部充滿了複雜的鬥爭。裴寂和劉文靜都是太原起兵時的佐命元從，裴寂深得唐高祖的寵信;劉文靜爲秦王世民的心腹，自以才略功勳居裴寂之右而位居其下，意甚不平。李淵藉故殺了劉文靜。秦王世民自認爲在唐王朝建立的過程中，他的功業超過太子李建成，但因是次子無法繼承皇位;太子建成亦深知世民是自己皇儲的地位的重大威脅。於是，雙方展開了劇烈的爭奪皇位繼承權的鬥爭。在這場政爭中，李淵則經常站在建成一邊。太子的心腹楊文斡受命召募壯士送長安，以供李建成發動政變時使用。
武德七年(624)，有人向李淵揭穿這件事，李淵盛怒之下產生了廢李建成、改立李世民爲太子的念頭，但並未實現。武德九年六月初四爆發了玄武門之變。在這次政變中，李世民殺李建成和李元吉，逼李淵立自己爲太子。不久，李淵被逼退位爲太上皇，李世民即位，就是後來的唐太宗。李淵在度過一段閒散失意生活後，死於太安宮。廟號高祖。葬獻陵。
在唐朝建立初期統治各集團中，李淵集團是最大的，有太原起兵的勳臣裴寂、唐儉、竇威兄弟、溫大雅兄弟、劉弘基、殷開山、劉政會、任瑰、史大奈等，女兒平陽公主夫婦、馬三寶等，隋朝歸附的很多官僚，如陳叔達、屈突通、蕭瑀、封倫、宇文士及、楊恭仁兄弟等人也屬於李淵集團。而太子集團只有魏徵、馮立、謝叔方、薛萬徹等少量人才，李綱被疏遠，杜淹被房玄齡拉入天策府，太子集團主要依靠李淵集團，李世民集團是他在割據戰爭中逐漸建立起來的以房杜爲首的天策府官員，其成員都是大家非常熟悉的。另外被忽視的是宗室各集團，以李神通、李孝恭爲首的兩大集團中，李神通最早在關中起兵，部下有史萬寶、令狐德芬等，在割據戰爭中也招攬了不少人，其中最著名的是李績。李孝恭平定山南地區，與李靖攻佔江南，該集團有李靖、馮盎、劉洎和江南歸附的人。這兩個集團在政局中也有重要影響力，李世民探詢李靖、李績，瞭解這兩個集團的中立態度，才發動了玄武門兵變。
李淵是中國封建制時期功業卓著的有爲帝王，同時也是中國歷史上最具爭議，譭譽參半的帝王之一。他奠定了彪炳千秋的二百九十餘年的盛唐霸業，並因之得到了後人的褒揚;他也因無力阻止親生骨肉的相互殘殺，無奈地被其子李世民“請”下了丹墀，而令後人悲嘆與哂笑。
李淵是唐朝開國創業的軍事統帥，沈謀多算、善於決斷、既富遠見、又善施行的政治家和軍事家。縱觀李淵的一生，他有着因勢借力、先取關中、後圖天下的興兵起事思想;軍政兼施、各個殲滅羣雄、統一全國的戰略指導思想;正確料敵、集智用長、先勝後戰的作戰指導思想;因勢定製、嚴明賞罰、用人所長的建軍思想。舊史書把大唐創業之功多歸於李世民，將李淵描寫成一位庸庸碌碌、無所作爲的人，是不符合歷史事實的。 李淵作爲開創唐朝大業的統帥，提出並實行了許多高明的戰略，其軍事思想理應受到重視。
