不管对高宗统治下的国内政治作出什么样的评价，唐朝的军事力量和威望在这个时期都达到了顶峰，甚至超过了太宗时期。在短暂的几年中，唐朝控制的中华帝国的领土比它以前和以后都更为广阔，长安的影响已达到中亚和东亚的大部分地区。但由于越来越严重的财政困难困扰着帝国内部，高宗和武后在进行这些征服时，滥用中**事力量，超过了合理限度，并且过分延长了唐朝的防线。这种情况，再加上中亚和北亚新的强国的崛起，最终迫使中国收缩自己的边境。高宗统治的最后几年，唐帝国的大部领土再次沦陷于“夷狄”之手，有些地区甚至被他们长期占领。
西突厥
主要由于太宗的精明外交，在他死去时西突厥的力量已被内部冲突严重削弱，咄陆可汗被身为唐代封臣的乙毗射匮代替。咄陆垮台之际，他的部下阿史那贺鲁逃往中国，后成为中**队的将军，并任陇右（甘肃）一个州的都督。但贺鲁一听到太宗死去的消息，立刻背叛了唐朝，向西侵略乙毗射匮的领土并把他推翻。他宣布自己为沙钵罗可汗（统治期651—657年），并在自己的统治下重新统一了西突厥帝国。他在短时期内就控制了整个塔里木盆地，并拥有伸展到帕米尔以外直到波斯边境的广阔领土。
突厥人多次跨过中国边界入侵，迫使高宗派部队远征沙钵罗可汗。经过几次长达数年的未决胜负的战斗，657年唐朝将军苏定方终于在伊塞克湖附近的一次战役中击败西突厥军队，沙钵罗逃往塔什干，但塔什干人把他交给了中国人。
后来高宗再次把西突厥划分为都陆和弩失毕两个部落联盟，并立两个臣服唐朝的对立的可汗为它们的首领。西突厥在伊犁河谷和伊塞克湖的故土分别置于唐朝两个都护府的管辖之下，它们的管辖范围与西突厥帝国以前划分的东、西两部分大致相符。从前归新疆西部、俄罗斯突厥斯坦和奥克苏斯河流域的西突厥人控制的外国人，也在659年和661年正式接受中国人的辖制。唐帝国的版图于是从中国海一直达到波斯边境，其中中国辖制的一部分新领土称为波斯都督府。但新领土十分辽阔，唐军分布的力量又非常单薄，因此唐王朝权力的这种进一步扩张只能维持一个短暂时期是不足为奇的。665年初，都陆和弩失毕两个部落联盟反叛了拥唐的可汗，再度从中国手中取得了独立。
唐朝这次向西部扩张，正在波斯的政治局势出现全局性的变化之后。太宗统治时期，波斯萨珊王朝被阿拉伯的入侵摧毁。波斯国王伊嗣俟三世在638年派使团向太宗求援以抵抗阿拉伯人。率领使团的国王之子卑路斯王子在长安定居，其后高宗统治时期他成立了波斯人的流亡政府。高宗还允许他在长安建一座袄教寺庙。按照一种说法，高宗于677年派出中**队帮助王子重获王位。但中**队护送卑路斯最远只能到龟兹，然后便返回唐朝。事实证明，卑路斯复位的企图完全失败了，他回到长安后死在那里，大批波斯少数民族滞留在中国的京城。
高宗时期，中国第一次与征服萨珊王国的阿拉伯人建立了联系。第四位哈里发奥斯曼派出的第一个阿拉伯使团在651年向唐廷贡献方物。
鲜鲜半岛
太宗曾希望649年的大战会最终征服高丽，但太宗临死以前亲自取消了这次战役。这反而加强了高丽的独裁者泉盖苏文的侵略野心。655年他攻击满洲南部的契丹人，后者已于648年公开承认自己是中国的附庸。656年，泉盖苏文联合朝鲜半岛西南部的百济王国入侵北面的新罗，占领了新罗三十多个城镇。同时，新罗试图说服高宗与它一起消灭高丽的力量。这个计划对高宗来说是非常有吸引力的，由于新罗已迅速地引进了中国文化中的许多内容，并且按照中国的路线确立它的制度，这一建议就加倍地吸引人了。
这两个盟国决定从两个方向进攻小国百济，然后把它当作入侵高丽本土的基地。到了660年，充分的准备工作已经完成，中国大将苏定方率领号称十万人的大军出山东半岛渡黄海，在百济
的首都、锦江边的泗沘城附近登陆。同时有五万大军从新罗冲破百济西部的防线，然后围攻泗沘城。由于被包围，百济国王逃出都城，他儿子以该城和国土投降了唐军。百济皇室成员在长安当了人质，中国官员在一万名中国占领军的支持下被派往这一被征服王国的全国。
以夺取的百济为基地，高宗（或是武后，她已在丈夫最近患病时接管了政府）策划中**队从百济和辽东同时进军，对高丽进行几面夹攻。苏定方指挥的远征军从北面深入高丽腹地，围攻平壤。但在百济的中**队被一次叛乱牵制住，不能参加进攻。新罗的支援又太迟，苏定方的部队被迫撤回。百济的抵抗运动由一位名为牟岑的将军领导，他短期地恢复了王室，直到663年后期才最后投降。叛乱者得到日本人的支持，后者在锦江口与中国人进行的一次大海战中损失了四百多条船。
666年年中，泉盖苏文之死以及继任者与其两个弟兄的内部争斗，使形势变得对中国人有利。当新首领请求中国人协助对付他弟兄的反叛时，唐朝的反应是以年迈的李世率军对高丽发动水陆大战。新罗的一支大军从南面配合进攻。668年阴历九月，唐朝的一系列胜利达到顶点，这时李世经长达一月的围攻后攻陷高丽首都平壤，带着20万俘虏（其中包括高丽国王）返回中国，并把高丽国王献到太宗墓前祭奠。一个有两万驻军的都护府在平壤设立，以治理被征服的高丽王国。
软弱的高宗能如此成功地完成导致隋炀帝和唐太宗灾难性失败的重大军事远征，这似乎令人奇怪。但高宗享有两个其前辈所没有的有利条件。第一，泉盖苏文死后，高丽国内发生内乱，其防线遭到严重的削弱。第二，唐朝军队占领了可从海上得到供应的百济作为基地，便能迅速打击高丽的心脏地带，开辟第二条战线。唐朝军队不必再依靠穿过辽东的漫长的陆路，这条路夏天遇雨非常泥泞，又为过早来临的严寒所苦。
但唐朝不能长时间享有军事上的优势。670年，高丽反抗占领军的叛乱成功地使王室得以复辟。①尽管四年以后叛乱被镇压下去，但反对中国占领的抵抗在高丽持续不断。抵抗受到企图在朝鲜半岛上建立统治的新罗的支援；新罗这时已开始侵占百济从前的领土。676年，中国人被迫把平壤的都护府撤至辽东更安全的地带，②所有的中国官员都从高丽被召回。678年，高宗经劝说停止对新罗发动大战，理由是对吐蕃的防御已成为比控制朝鲜远为急迫的事情。③新罗已在几年内占领了百济和高丽南部的大部。④同时，唐朝越来越注意离本国较近的严重得多的军事事务。由于大量的兵力投入对付西面吐蕃人的战役，朝廷无力再派更多的部队去朝鲜遏制前盟友的侵略性的扩张，因此占领和统治朝鲜的计划被取消。
吐蕃
中亚的一个大变化是吐蕃的大规模扩张。吐蕃的大规模扩张始于伟大的吐蕃王弃宗弄赞，甚至顺利地持续到他650年死去以后。吐蕃的力量朝各个方向渗透，进入西藏高原西部、云南和四川的边境地区以及尼泊尔，往北进入塔里木和现青海省的肥沃的牧场（当时是吐谷浑的领土）。在7世纪60和70年代，高宗朝廷的主要精力放在高丽战争方面，对吐蕃的日益增长的威胁有一段时间未能给以充分的注意，结果听任西部边境发生了极为重要的战略性变化。
660年吐蕃人攻击吐谷浑。663年他们再次发动进攻，把吐谷浑人赶出他们青海湖周围的故土。吐谷浑国王在绝望中恳求中国人给以援助，但遭到拒绝。当吐蕃和唐朝领土之间唯一的缓冲国被吐蕃摧毁时，高宗就是这样袖手旁观的。随着吐谷浑的被征服，吐蕃就能自由出入甘肃边境和塔里木盆地。
670年，吐蕃开