隋炀帝大业十一年（公元615年），李渊受命为山西、河东抚慰大使，负责镇压山西一带的人民起义军。十六岁的李世民也跟着父亲到了太原。这一年恰好隋炀帝在雁门被突厥包围，遂令各地募兵前来救援，李世民应募从军，参加了救援隋炀帝的战役。第二年，李渊被任命为太原留守。

隋末起义军领袖甄翟儿率领起义军二万余人进入西河郡（今山西汾阳），逼近太原。李渊统步骑五六千人南下镇压，相遇于雀鼠谷口。李渊率领轻骑数百突袭，取得了胜利。李世民也参加了这次战役。这时候，隋王朝已经土崩瓦解，隋的军队分别被河北的窦建德、河南的瓦岗军和江淮的杜伏威军分割包围，沦为几个孤立的据点。久蓄取代隋朝之心的李渊见时机成熟，积极准备起兵。李世民也担负了联络地方豪杰，以及掌握招募新军队的工作。李渊又派晋阳令刘文静出使突厥，向始毕可汗称臣，取得了突厥的支持，解除了后顾之忧。

李世民在太原追随父亲李渊起兵，建立唐朝以后，被封为秦王。当时全国正处于群雄割据的局面，李世民率领军队东征西讨，消灭了盘据各地的武装力量，为重新统一全国立下了卓越战功。

在经历多场战争中，李世民学会了指挥作战。他善于分析敌我双方形势，注意双方的优势和弱点，根据实际情况制定作战计划。在指挥作战时，能果断地抓住战争时机，集中主力，发动攻击。他很注意调查、研究，以掌握敌人的具体情况。在每次战斗前和战斗中，他都会亲自带领少数精骑，深入侦察对方。在战争过程中，李世民还善于集思广益，听取各方面的意见，注意发挥将领的作用，他亦总是身先士卒，冒着生命危险亲自率领部队乘胜追击溃逃的敌人。

李世民很善于运用骑兵去完成各项战争任务。他曾经说过：“吾自少经略四方，颇知用兵之要，每观敌阵，则知其强弱。常以吾弱当其强，强当其弱，彼乘吾弱，逐奔不过数十百步。吾乘其弱，必出其阵后反击之，无不溃败。所以取胜，多在此也。”在战争中，李世民锻炼出了杰出的军事指挥才能，成为一个智勇兼备的统帅。他的军事才能，在日后的“玄武门之变”中，更发挥得淋漓尽致。