618年，唐武德元年。三月，楊廣為宇文化及等人所弑。四月，李建成、李世民等攻洛陽小勝，李靖因謀劃之功，獲封開府（四品散官）。蕭銑建梁國，稱帝。五月二十日，李淵即皇帝位，建立唐朝，改元武德。十一月，淺水原大戰，李世民、李靖一舉擊破河西薛家軍。魏征招撫山東，徐世勣降唐，賜姓李。李靖四十八歲，與李世民約定：由他平定南方，李世民平定北方，再合力擊敗強大的突厥汗國，建不世之功。
619年，唐武德二年。二月，初定租、庸、調法。四月初六，王世充篡位登基。五月，河西平定。突厥始畢可汗死。七月，李淵遣開府李靖至信州經略蕭銑。李靖路遇蠻兵擊破之，至三峽，無兵不得進，李淵暗使峽州刺史許紹斬之；紹惜其才，為之奏免。李靖為展壯誌，苦練精兵。杜伏威降唐。李靖四十九歲。
620年，唐武德三年。二月，開州蠻酋冉肇則攻陷通州。三月，冉肇則攻打信州，趙郡公李孝恭與戰，不利。李靖將兵八百，襲破之。四月，李世民擊破宋金剛。劉武周逃入突厥，被殺。七月，李世民大戰王世充，至年底，逐步掃清洛陽外圍。李靖五十歲，厲兵秣馬以備攻梁。
621年，唐武德四年。李世民大勝王世充。李靖獻“平梁十策”以圖蕭銑。二月，唐改信州為夔州，任命李孝恭為夔州總管，以李靖為行軍總管。九月，李孝恭、李靖率二千餘艦出三峽，拔其荊門、宜都二鎮，敗文士弘數萬水軍，直抵江陵。蕭銑內外阻絕，中書侍郎岑文本勸降。李靖入城，秋毫無犯。南方州縣聞之，皆望風歸附。李淵詔李靖為上柱國，封永康縣公，檢校荊州刺史，使之安撫嶺南，可按朝廷製度封賞官吏。李靖五十一歲，授嶺南道撫慰大使、檢校桂州總管。
622年，唐武德五年。三月，李世民擊潰劉黑闥軍。七月，杜伏威入朝，拜太子太保。南越霸主馮盎為李靖才德所服，率部降唐，以其地為高、羅、春、白、崖、儋、林、振八州，李請封馮盎為高州總管、耿國公。至此，李靖盡下嶺南九十六州，得戶六十餘萬。李靖五十二歲，軍功與李世民比肩。
623年，唐武德六年。正月，捕獲劉黑闥與其弟劉十善等，斬之。八月，唐淮南道行台仆射輔公祏於丹陽（今南京）反叛。二十二日，詔趙郡王李孝恭為元帥、嶺南道撫慰大使李靖為副元帥，七路大軍歸李靖節度。李靖五十三歲，為平南副帥，實際指揮戰役。
624年，唐武德七年。春，唐改大總管府為大都督府，以總管為都督。杜伏威死。三月，李靖破輔公祏於蕪湖，繼而轉戰百餘裏，擊破丹陽，輔公祏死，江南悉平。詔以李靖為東南道行台兵部尚書，後轉揚州大都督府長史。李淵讚李靖時說：“公乃蕭銑、輔公祏膏肓，古之名將韓（信）、白（起）、衛（青）、霍（去病），豈能及也！”李靖五十四歲，遷安州大都督（大將軍，類似今天的大軍區司令員）。至此，李靖為大唐打下約二百萬平方公裏疆土。
625年，唐武德八年。六月，突厥犯邊，李淵以右衛大將軍張瑾為行軍總管迎戰，以中書侍郎溫顏博為長史。八月，李靖率江淮兵一萬餘北上。十一日，張瑾全軍覆沒，投李靖軍中，溫顏博為突厥所擒。李靖於潞州城下擊退突厥頡利可汗數倍大軍。本年北境生靈塗炭，時諸將多敗，獨李靖不敗。李靖五十五歲。
626年。唐武德九年。四月，突厥進犯，李靖與頡利可汗血戰於靈州青銅峽，擊退突厥。六月初四，玄武門兵變，李世民誅建成、元吉及其子嗣。初七，李淵立秦王李世民為太子。八月初八，李淵下詔傳位於太子。初九，李世民於東宮顯德殿即皇帝位。二十一日，立長孫氏為皇後。突厥頡利可汗乘機率大軍直入關中，李靖與長孫無忌率兵進豳州，截斷頡利歸路，並派部下猛將護駕，密奏退敵之策。二十八日，李世民與頡利隔渭水對峙，用李靖之謀，與頡利訂立“渭水之盟”，頡利退兵。李靖五十六歲，轉任靈州大都督。
627年，唐貞觀元年。正月十七日，燕郡王李藝據涇州反，傳首長安。二月，太宗依李靖謀，裁並州縣，分天下為十道，改軍製。李靖五十七歲，轉任刑部尚書。
628年，唐貞觀二年。四月，唐滅梁師都，冊封薛延陀部夷男為可汗。李靖五十八歲，秘密選購良馬，訓習銳士，籌備攻突厥之事。
629年，唐貞觀三年。代州都督張公謹上言突厥可取。冬，以李靖為北伐元帥，以並州都督李世勣為副帥、通漠道行軍總管，合眾十四萬，分道出擊突厥。李靖五十九歲，為兵部尚書、檢校中書令、關內道行軍大總管、北伐統帥。
630年，唐貞觀四年。正月，李靖率驍騎三千夜襲定襄，頡利率眾北逃。胡人康蘇密以隋蕭後及楊廣之孫楊政道來降。李世勣大敗頡利於白道，頡利逃竄至鐵山，請和。李靖為北伐大計，不遵詔令，命李世勣引兵攻磧口，自引精騎一萬，直搗頡利鐵山牙帳，斬首萬餘級，俘男女十餘萬，獲雜畜數十萬，懾服北地酋首。頡利亡入大漠，後被李靖部將張寶相所獲。突厥汗國亡，李世民大赦天下，祝酒五日。有大臣彈劾李靖，李世民責備之，李靖無言。不久，李世民加李靖為左光祿大夫，食邑五百戶，賜絹兩千匹。八月，詔李靖為尚書右仆射（宰相），位極人臣。東北諸夷，奚、契丹、室韋等十餘部歸附。李靖六十歲，為大唐打下約四百萬平方公裏疆土，封代國公。侍中（亦為宰相）王珪評價李靖時說：“才兼文武、出將入相，我不如李靖。”