唐代宗时，刘晏改革盐法，改善了国家的财政状况，唐德宗任用杨炎为宰相，于建中元年（780年）开始实行两税法，一年分夏、秋两季依土地征税。唐德宗还力图平藩，但是引起朱滔、李希烈、朱泚叛乱。结果发生奉天之难。战争持续了5年，最后虽然朱泚和李希烈等败死，但是唐朝却与其余藩镇妥协，条件是取消王号，朝廷承认他们在当地的统治权。从此割据局面进一步深化。唐朝有吐蕃、回纥、南诏等外患，内有宦官掌权，禁军兵权甚至皇帝的拥立都由宦官决定，节度使对地方有独立于中央的管理权，成为唐朝的内忧外患。唐德宗死后，经过了唐顺宗的过渡阶段，然后由永贞内禅而受宦官支持的唐宪宗登基，其即位以后，经常阅读历朝典籍实录，每读到贞观、开元故事，他就仰慕不已。唐宪宗以祖上圣明之君为榜样，认真总结历史经验，注重发挥群臣的作用，敢于任用能臣贤臣为宰相，他在延英殿与宰相议事，都很晚才退朝。唐宪宗在位15年间，政绩较多，在政治上有所改革，勤勉政事，从而取得了元和削藩的巨大成果，并重振中央**的威望，成就了唐朝的中兴气象，使安史之乱后的唐朝一度获得再次统一。唐宪宗末，以牛僧孺和李德裕为首的大臣之间的朋党之争亦越演越烈，使宦官更加得势。牛、李两党相继执政，史称“牛李党争”。唐文宗在太和九年（835年）与李训和郑注等发动甘露之变，密谋诛杀宦官失败。甘露之变而后，宦官团结一致；群臣唯有借藩镇兵力对抗宦官权力，埋下晚唐时期藩镇和宦官直接冲突的种子。唐文宗死后，唐武宗在宦官仇士良的拥立下，经过派系斗争而继位，改元会昌。唐武宗重用李党首领李德裕，削减仇士良的权力。李德裕在执政期间，中书省的职能作用发挥较好，因而宦官的势力被削弱了。对于宦官也有诸多不满的唐武宗，没有像唐文宗那样，采取极端措施来进行解决。而是吸取唐文宗失败的教训，改用阳为尊崇，实则逐渐冷淡的手段。会昌二年（842年）四月，宦官仇士良见武宗日益亲重李德裕，害怕宦官失去权势，便散布流言蜚语，称宰相与度支商定，要削减禁军衣粮和马草料等费用，欲以此激怒禁军闹事。李德裕闻讯后立即向唐武宗面奏此事。唐武宗很愤慨，唐武宗拿出了君主的作派，遣中使到神策左、右军去宜布御旨：“此事纯系谣传，一切都是朕的安排，无关宰相之事，尔等不得信口雌黄。”
将士们被震慑住了。仇士良的阴谋被揭穿以后，只好惶恐地向唐武宗谢罪。在仇士良的阴谋被挫败后，唐武宗没有乘势对他采取进一步的行动，而是将他提升为观军容使，以领神策左、右二军。名义上得到了升迁，实则却被剥夺了对禁军的控制权。仇士良明白唐武宗对他的态度，知道自己的处境不妙，以退为进，以身体有疾提出了辞职。唐武宗顺水推舟，同意了他的辞呈，将他改任为内侍监。内侍监没做多久，基于大势已去，无东山再起的希望，仇士良被迫致仕。唐武宗对外击溃回鹘乌介可汗及其部众，对内平定泽潞镇叛乱。景教在唐代初期博得皇帝好感，李世民曾批准教徒在长安兴建庙寺一所，初称“波斯寺”，后更名为“罗马寺”、“大秦寺”。自太宗至唐德宗，景教在贵族之间的发展极快。高宗时，赐号阿罗本为“镇国大法王”，并下诏于诸州建景寺，往后教堂亦挂上历代唐朝皇帝像，使景教得以广泛流传。武后信奉僧尼，景教受佛僧道士攻击，幸有景教教士集资亿万于洛阳建“大周颂德天枢”，并得教士阿罗撼将景教教义佛化，使武后大悦，得以继续发展。唐玄宗开元年间，曾使景教士于兴庆宫讲道。天宝初亦曾命宁国等五亲王到景寺礼拜，设立坛场，并陈列先王之遗像供人礼拜。而且玄宗更邀约罗含和普罗等十七名景僧一起做礼拜，讲福音。755年安史之乱爆发后，曾重建灵武等五郡的景寺，且有景教徒伊斯协助中兴大臣郭子仪平乱，后被赐紫衣袈裟。唐代宗、唐德宗亦弘护景教。而当时福音已传至部分海陆大邑，除两京外，灵武、成都、广州等大城亦建有大秦寺。在德宗建中年间，更立《大秦景教流行中国碑》，记述景教在中国的流行情况。西安碑林第二室里立着一通名叫“大秦景教流行中国碑”的著名石碑。它像一块巨大的磁石，吸引着一批又一批中外游人，人们在它面前流连忘返、摄影留念，人们称颂它是研究中、西交通史的珍贵资料，是缀在丝绸之路这条五彩 丝带上的一颗闪闪发光的宝石。大秦景教流行中国碑（国宝级文物），唐建中二年（781年）景净撰，吕秀岩（吕洞宾）书并题额。高279厘米，宽99厘米。明天启三年（1623年）出土。845年唐武宗会昌年间，灭佛浪潮爆发，逾万间佛寺被毁，史称会昌法难。虽然会昌法难主要针对的是佛教，但同时波及其他不属于道教的宗教。景教与祆教及摩尼教，当时总信徒约3，000人，在会昌法难后，趋于式微。这是由于景教的传播过分依赖帝王和贵族的庇护，而信奉者又以胡人居多，故武宗一禁教，便使其迅速衰落，但在唐代仍未绝迹。据史书所载，灭法时，朝廷欲遣返外国教士，但通往西域之道为吐蕃所阻，故景教教士很难返回本国，亦可能再度潜入中土；至唐僖宗黄巢起事，据阿拉伯苏莱曼《中国印度见闻录》载，有不少景教徒被屠杀，可见唐末内地仍存余著景教徒。唐武宗死去后，宦官选择李忱继承皇位，想继续保持朝政，未即位前的唐宣宗表面上是容易被宦官利用的无能之人。即位以后励精图治，对内贬谪李德裕，结束牛李党争；抑制宦官势力过分膨胀；打击不法权贵、外戚。在位期间宣宗勤俭治国，体恤百姓，减少赋税，注重选拔人才。一改唐武宗的封**教政策，再次尊崇佛教。唐宣宗时期，沙州人张议潮领导沙州等地人民摆脱吐蕃贵族统治的首领，驱逐了河西地区的吐蕃守将，使瓜、沙等十一州又重新回归唐朝。咸通七年（866年）二月，张议潮表奏朝廷，已令回鹘首领仆固俊克复西州、北庭、轮台、清镇等城。同年十月，又令仆固俊与吐蕃大将尚恐热交战，大败吐蕃军。吐蕃余众逃奔秦州，途中遭尚延心袭击，再败，奏迁于岭南。吐蕃遂衰亡。河西肃清，使唐廷无西顾之忧，唐朝国势有所起色，百姓日渐富裕，使本已十分衰败的朝政呈现出“中兴”的小康局面。实际上，大中暂治并不稳定。唐宣宗晚年，国内已有乱象，他死后不久就爆发寇乱。唐宣宗之后，唐懿宗与唐僖宗是著名的无能昏君，使唐朝一直走下坡路。唐朝后期，战争不断，经济政治衰退，唐宣宗大中十三年（859年），爆发农民起义，唐朝经济命脉的江南地区经过黄巢的打击，唐朝统治名存实亡。经过黄巢起义后，把唐朝的基础打破，而宦官所管理的禁军也损失过重，宰相与宦官争权不断。黄巢起义后，唐僖宗在唐末动乱中死去，皇位由其弟唐昭宗继位，迁都洛阳。乾宁五年（898年），发生了神策军中尉刘季述等人的政变，唐昭宗被软禁，太子李裕开始监国，同一天宦官假传圣旨，说唐昭宗退为太上皇，并令皇太子即位，年号光化。天复元年（901年），宰相崔胤联合禁军将领孙德昭打败了刘季述，迎唐昭宗复位，李裕复降德王。而朱温与李克用成为唐末的风云人物，在朝廷各树党派，在朱温的支持下，宰相派胜利，朱温入宫尽诛宦官。天祐元年（904年），宣武节度使朱温，发兵长安，挟持唐昭宗迁都洛阳，之后将唐昭宗杀害。天祐二年（905年），朱温大肆贬逐朝官，并将三十余位朝臣杀死于白马驿（今河南滑县），投尸于河，史称白马驿之祸。朱全忠本想等统一后再夺取帝位，但因征淮南失利，所以提早于907年逼迫唐哀帝禅让。天祐四年（907年），朱温逼唐哀帝李柷禅位，唐朝灭亡，享国290年。朱温改国号梁，史称后梁，是为梁太祖，改元开平，定都开封。