的明珠——高昌、焉耆、龟兹等国，或被西突厥控制，或被迫臣服，中原与西域的联系几近中断。
为彻底打通东西商路、保障商贸畅通，李世民制定了步步推进的战略：
第一步，平定吐谷浑，扫清西北门户。吐谷浑盘踞青海高原，控扼河西走廊南翼，时常袭扰唐朝边境，阻断青海道这一丝路南线。贞观九年（635年），李世民命李靖、侯君集等率军出征，大破吐谷浑，其首领伏允自缢身亡，子慕容顺归降唐朝。此役不仅解除了西北边患，更打通了由青海入西域的通道，为后续进军奠定基础。
第二步，攻克高昌，拔除丝路咽喉。高昌国位于今新疆吐鲁番，是丝路北道的必经之地，人口三万，胜兵万人，本为汉朝屯田旧地，汉魏以来与中原联系密切。唐初，高昌王麴文泰依附西突厥，阻绝西域商使，侵扰伊吾、焉耆，劫掠来往商旅。贞观十三年（639年），李世民命侯君集率军远征，次年攻破高昌都城，麴文泰惊惧而死，其子麴智盛出降。唐朝在高昌故地设立西州，派驻官吏，推行州县制，直接管辖这一丝路要冲。
第三步，平定西突厥，彻底消除西北威胁。贞观年间，西突厥内部因汗位继承问题发生分裂，乙毗咄陆可汗与咥利失可汗相互攻伐，势力渐衰。李世民抓住时机，采取远交近攻、分化瓦解之策，扶持亲唐势力。贞观二十二年（648年），唐将阿史那社尔率军平定龟兹，西域震骇，西突厥属部纷纷归降。至高宗显庆二年（657年），苏定方最终平定西突厥，但其基本态势在贞观末年已然奠定。
平定西域后，唐朝正式将安西都护府治所设立在龟兹（今新疆库车），统辖焉耆、龟兹、于阗、疏勒四镇，即著名的"安西四镇"，总辖西域军政、管理丝路商贸。唐朝派驻军队镇守沿路要塞，每镇驻军数千，维护商路治安，剿灭匪盗，保障商旅安全。同时，在丝路沿线大规模修缮古道、设立驿站、配置车马、保障补给，打造起安全畅通的商贸廊道。据《新唐书·地理志》记载，自长安西行，经河西走廊至安西，沿途驿站相望，"十里一亭，三十里一驿"，驿马充足，行旅便捷。
自此，中原通往西域的丝绸之路彻底摆脱战乱与劫掠干扰，中断多年的中西通路全面复通。西域各部族纷纷遣使与唐朝通好归降，于阗王尉迟屋密、焉耆王龙突骑支、疏勒王裴绰等先后入朝，贡献方物，请求册封。唐朝也