罗艺在这场战斗中大败，他抛弃了妻子和儿女，仅带领数百名骑兵逃往突厥。
在逃亡的途中，当他到达宁州边界，经过乌氏驿站时，跟随他的人逐渐逃散。
最后，他的亲信左右手杀了他，并将他的首级送到了京师长安。
朝廷为了以示警戒，在市集上悬挂了罗艺的首级进行示众，并恢复了他的本姓罗氏。此外，罗艺的弟弟罗寿，当时担任利州都督，也因为与罗艺有关联而被朝廷诛杀
回归正题，李世民在登基后对唐朝疆域的行政区也进行了一系列的调整。
在隋朝之前实行的是州郡县三级制度，天下分为211州、507郡、1124县。隋文帝认为州郡县三级制已经混乱不堪，废除天下郡置，改为州县二级制。
隋炀帝杨广继位后，不久将所有的州改为郡，实行郡县二级制，从形式上恢复到了秦朝时的架构。
李世民在即位后，便依照山川形势将全国划分为关内道、河南道、河东道、河北道、山南道、淮南道、江南道、陇右道、剑南道和岭南道十道。
同时为了减轻国家的财政负担和提高行政效率，他命令房玄龄对官员进行裁减和合并。这次裁减后，文武官员的总数被限定为643人。
本以为一切都安定下来了，但是北方的突厥又开始作妖。
突厥的颉利可汗觉得李世民刚刚当上皇帝，唐朝内部可能还有没解决的矛盾，统治秩序也还没完全稳定下来，于是他和突利可汗联合起来，带了20万大军，大举入侵唐朝边境。
他们很快打到了泾州（今甘肃泾川北泾河北岸）和武功（今陕西武功西北武功镇）这些地方。到了二十四日，突厥军队又进到了高陵县（今属陕西）。
接下来的战斗是这样的：
二十六日，尉迟敬德带领的唐军在泾阳和突厥军队交战，并且取得了胜利，俘虏了突厥的一个官员阿史德乌没啜，还杀了上千个突厥士兵。
但是，突厥的主力并没有受到太大的损伤。二十八日，颉利可汗带着他的军队进到了渭水便桥的北岸，他派了一个大将执失思力去唐朝的朝廷看看虚实。
面对这个严峻的情况，李世民觉得如果闭城防守，稍微显得有点弱，就会助长颉利可汗的气焰，让他更加嚣张。所以李世民决定扣押了执失思力，自己亲自出了玄武门（长安太极宫北面正门），只带了高士廉、房玄龄等六个人骑马直接去了渭水河边，大声斥责颉利可汗违背了盟约。
没过多久，其他的唐军也都赶到了，旗帜和盔甲多得遮天蔽日。李世民让大军快速布好阵势，然后他自己还是单独和颉利可汗对话。
颉利可汗看到执失思力去了没回来，李世民又亲自出马，唐军的阵容又很整齐，好像早就准备好了，感到非常害怕，就请求和谈。
突厥的大小首领也都纷纷下马，围着李世民下拜。当时唐朝的将领们都请求出战，但李世民认为他刚刚当上皇帝，国家还没稳定，百姓也还没富裕起来，应该休养生息，以安抚为主。
如果开战，一定会有伤亡，会增加百姓的痛苦。即使这次赢了，也不一定能彻底平定突厥，他们一定会找机会报复，后患无穷。
所以李世民决定采取一种策略，就是先给他们想要的，等他们放松警惕，再一举消灭他们。
于是李世民下诏同意和谈。
同年十二月，北方的突厥经历了一场大雪灾，大雪覆盖了平地数尺之深，导致大量的羊和马因寒冷和饥饿而死亡，使得民众遭受了严重的饥荒，突厥政局大乱。
于是李世民认为针对北方的军事行动可以开始了。
首当其冲的就是突厥的马仔梁师都，于是他派遣书信劝降梁师都，但梁师都拒绝了唐朝的善意。
面对梁师都的顽固态度，唐太宗决定采取军事行动。李世民派遣了夏州都督刘旻和司马刘兰成等能征善战的将领，他们采取了多种战术来打击梁师都的势力。
将首先，刘旻等人多次派出轻骑兵，悄悄进入梁师都的领地，践踏他们的土地，破坏正在生长的庄稼。这样一来，梁师都的军队和百姓就没有足够的粮食供应，农业生产受到了极大的破坏。
不仅如此，唐朝军队还非常聪明地使用了反间计。他们将抓来的俘虏派离间成间谍潜入梁师都的军队中，散播谣言，挑拨离间梁师都与其手下的关系。这些间谍成功地让梁师都的军队内部出现了分裂，将领们开始相互猜忌，无心作战。
在梁师都的势力逐渐削弱的同时，他的内部也开始出现分裂。梁师都的名将李正宝等人企图抓获梁师都投降唐朝，但事情败露后，他们自己也选择了投降。这一事件使得梁师都的统治更加岌岌可危，上下之间互相猜忌，人心惶惶。
刘旻等人见时机成熟，上表请求唐太宗出兵。唐太宗随即命令柴绍和殿中少监薛万均率领大军攻打梁师都，同时派遣刘旻等人进屯朔方东城，对梁师都形成夹击之势。
在战斗中，梁师都引来了突厥的援兵。
然而，唐将刘兰成采取了巧妙的战术，他偃旗息鼓，按兵不动，待梁师都夜间退兵时，突然出兵追击，大败梁师都的军队。
随后，柴绍率领的唐军在离朔方数十里处与突厥军队遭遇，柴绍率军奋勇出击，大破突厥军，乘胜包围了朔方城。
在突厥军队不敢救援的情况下，朔方城中的粮食耗尽，梁师都的军队陷入了绝境。
四月二十六日，梁师都的堂弟梁洛仁为了保全城中百姓的性命，杀死了梁师都，举城投降了唐朝。唐朝随后在梁师都的领地设置了夏州，完成了对北方的统一。
这场战斗的胜利不仅为唐朝消除了一个割据势力，而且占领了朔方这个重要的战略要地，为唐朝后来反击突厥准备了前进基地。
自此李唐真正完全统一全国。