在李淳風做記室參軍的日子裏，一場政變正在醞釀。在起兵反隋的過程中，李世民兄弟二人的配合仍算默契，直到建立唐朝。在李淵還是唐王時，就立李建成為世子，稱帝後，又立他為太子。太子自知戰功與威信皆不及世民，心有忌憚，就和弟弟齊王李元吉聯合，一起排擠和陷害李世民。
隨著李世民在外屢立戰功，威望日高，李淵先後封他為司徒、尚書令、中書令，乃至無可再封時，便創造了史無前例的天策上將之職授予他，位在諸王之上，在朝中的地位僅次於李淵和太子建成，且擁有眾多支持者。秦王府內人才濟濟，與李世民的支持者們一起形成了秦王黨，與太子黨相抗衡。
李淵晚年寵幸的嬪妃很多，生了近二十位小皇子，他們的母親爭相交結各位年長的皇子來鞏固自己的地位。李建成和李元吉都曲意侍奉各位妃嬪，奉承獻媚、賄賂、饋贈，無所不用，以求得皇帝的寵愛。李世民不去討好諸位妃嬪，所以嬪妃們很生氣，爭相稱讚李建成、李元吉而詆毀李世民。
李淵優柔寡斷，使朝中政令相互衝突，加速了諸子的兵戎相見。慶州都督楊文幹曾經在東宮擔任警衛，建成親近並厚待他，私下裏讓他募集勇士，送往長安。
高祖準備前往仁智宮，命令建成留守京城，李世民與李元吉一起隨行。建成讓李元吉乘機圖謀李世民，又指使郎將爾朱煥和校尉橋公山將盔甲贈給楊文幹。
兩人來到豳州的時候，上報發生變故，告發太子指使楊文幹起兵，讓他與自己內外呼應。還有一位寧州人杜鳳舉也前往仁智宮講了這一情形。
高祖大怒，借口有別的事情，以親筆詔書傳召建成，讓他前往仁智宮。李建成心中害怕，不敢前去。太子舍人徐師謨勸他占據京城，發兵起事；詹事主簿趙弘智勸他免去太子的車駕章服，屏除隨從人員，到高祖那裏去承認罪責。
李建成決定前往仁智宮。還沒有走完六十裏的路程，李建成便將所屬官員，全部留在北魏毛鴻賓遺留下來的堡柵中，帶領十多個人騎馬前去進見高祖，向父皇伏地叩頭，承認罪責，身體猛然用力，自己摔了出去，幾乎暈死過去。高祖的怒氣仍然沒有消除。
當天夜裏，高祖將他囚禁在帳篷裏，給他麥飯充饑，讓殿中監陳福看守著他，派遣司農卿宇文穎速去傳召楊文幹。宇文穎來到慶州，將情況告訴了楊文幹。於是，楊文幹起兵造反。
高祖傳召秦王李世民商量此事。李世民說："楊文幹這小子竟敢做這種狂妄叛逆的勾當，想來他幕府的僚屬應當已經將他擒獲並殺掉了。如果不是這樣，就應當派遣一員將領去討伐他。"
高祖說："不能這樣。楊文幹的事情關連著建成，恐怕響應他的人為數眾多。你最好親自前往，回來以後，我便將你立為太子。我不願意效法隋文帝去誅殺自己的兒子，屆時就把李建成降為蜀王。蜀中兵力薄弱，如果以後他能夠事奉你，你應該保全他的性命；如果他不肯事奉你，你要捉拿他也容易啊。"
見父皇如此說，李世民率兵出征了。這時，楊文幹攻陷寧州，驅趕劫掠官吏與百姓出城，占據了百家堡。秦王世民的軍隊來到寧州以後，楊文幹的黨羽便全部潰散。楊文幹被自己的部下殺死，他的頭顱被傳送到京城。
可是，高祖並沒有履行諾言，仍令太子回京，並且責怪他們兄弟不睦。原來，李世民出兵之後，後宮的娘娘紛紛吹"枕邊風"，為李建成求情。除此之外，朝廷中的一位大臣封德彝也進諫為太子求情，他認為此次兵變應該是兄弟二人不和睦導致的。
李淵也產生這個想法，不過一切以事實為重。李世民凱旋歸來時，李淵詢問李世民宇文穎在哪裏，宇文穎知曉太多細節又是此次事件的主要人物，誰知李世民已經將其斬殺了。
李世民的這個舉動讓李淵開始相信大臣封德彝所說的話。李淵經過深思熟慮後決定不廢除太子。但是此次兵變一定需要有人承擔責任，唐高祖認為太子府的王珪和韋挺未能勸導太子，致使其兄弟失和，將他們流放巂州。
唐高祖同時認為杜淹未能勸導李世民，致使其兄弟失和，也將他和王珪、韋挺一同流放巂州。李世民知道杜淹無罪，隻是受到牽累而已，贈他黃金三百兩。
這個事件本是太子謀反，處理結果卻是"兄弟不睦"；李世民本是帶兵平叛，卻遭到部下被流放的處罰。從此，兄弟二人的矛盾更加激化。
李建成、李元吉與後宮的嬪妃日夜不停地向高祖誣陷世民，秦王府的幕僚屬官人人憂慮，個個恐懼，不知所措。行台考功郎中房玄齡對比部郎中長孫無忌說："現在仇怨已經造成，一旦禍患暗發，豈隻是秦王府不可收拾，實際上社稷的存亡都成問題。不如勸說秦王采取與周公平定管叔、蔡叔相似的行動，以便安定皇室與國家。存亡的樞機，形勢的危急，就是現 在了!"
無忌說："我有這一想法已經有很長時間了，隻是不敢說出口。現 在你說的這一席話，正好符合我的心願。請讓我代您稟告秦王。"於是，長孫無忌進入李世民的臥室告訴了李世民。
李世民把房玄齡召來商議此事，房玄齡說："大王功蓋天地，應當繼承皇帝的大業。現在大王擔心危機發生，正是上天在幫助大王啊。希望大王不要疑惑不定了。"於是，房玄齡與秦王府屬官杜如晦共同勸說李世民誅殺李建成、李元吉。
武德九年六月初一丁巳日，太白金星在白天出現於天空正南方的午位，按照古人的看法，這是"變天"的象征，是暴發革命或當權者更迭的前兆，代表要發生大事了。
適逢突厥突入長城邊塞，太子李建成便推薦齊王李元吉代替秦王李世民都督各路軍馬北征。高祖聽從了他的建議，李元吉乘機請求要求挑選秦王帳下精銳以增強自己軍隊的實力。
太子對齊王說："現在，你已經得到秦王驍勇的將領和精銳的士兵，擁有兵馬數萬之多了。我與秦王在昆明池為你餞行，讓勇士在帳幕裏將秦王殺死，上奏父皇時就說他暴病身亡，父皇應該不會不相信。我自當讓人進言，逼父皇將國家大事交給我處理。尉遲恭等人已經落到了你的手中，應該將他們悉數坑殺，誰敢不服！"
李世民在東宮的眼線偷偷將太子的話傳遞出來，尉遲恭等人勸李世民先發製人。李世民歎息道："骨肉相殘，是古往今來的大罪惡。我當然知道禍事即將來臨，但我打算在禍事發生以後，再舉義討伐他們，這不也是可以的嗎!"
長孫無忌說："如果大王不肯聽從尉遲恭的主張，事情肯定要失敗了。尉遲恭等人肯定不會再追隨大王，我也應當跟著他們離開大王，不能夠再事奉大王了!"
尉遲恭說："如今大王處理事情猶豫不定，這是不明智的；麵臨危難，不能決斷，這是不果敢的。況且，大王平時畜養的八百多名勇士，凡是在外麵的，現在都已經進入宮中，他們穿好盔甲，手握兵器，起事的形勢已經形成，大王怎麽能夠製止得住呢!"
李世民命人算卦以卜吉凶，恰好秦王府的幕僚張公謹從外麵進來，便將占卜的龜殼奪過來扔在地上，說："占卜是為了決定疑難之事的，現在事情並無疑難，還占卜什麽呢！如果占卜的結果是不吉利的，難道就能夠停止行動了嗎？"於是便定下了行動計劃。
六月初三己未日，太白金星再次在白天出現在天空正南方的午位。傅奕秘密上奏道："金星出現在秦地的分野上，這是秦王應當擁有天下的征兆。"
高祖將傅奕的密奏給秦王世民看，李世民乘機秘密上奏父皇，告發李建成和李元吉與後宮的嬪妃**。高祖望著李世民，驚訝不已，回答道："明天朕就審問此事，你應該及早前來參見朕。"
武德九年六月初四庚申日，李世民率領長孫無忌、尉遲恭等人入朝，並在玄武門埋下伏兵。李建成、李元吉二人不知底細，也一起入朝，騎馬奔向玄武門。此時，高祖已經將裴寂、蕭瑀、陳叔達、封德彝、裴矩等人召集前來，準備查驗這件事情了。
李建成、李元吉來到臨湖殿，察覺到了變化，立即掉轉馬頭，準備向東返回東宮和齊王府。李世民跟在後麵呼喚他們，李元吉心虛，先張弓搭箭射向李世民，但由於心急，一連兩三次都沒有將弓拉滿，箭沒有射中。李世民卻搭弓射向李建成，將他射死了。
尉遲恭帶領騎兵七十人相繼趕到，他身邊的將士用箭射中了李元吉，李元吉跌下馬來。可就在此時，李世民的坐騎受到了驚嚇，帶著李世民奔入玄武門旁邊的樹林，李世民又被林中的樹枝掛住，從馬上摔下，倒在地上，一時爬不起來。
李元吉迅速趕到，奪過弓來，準備勒死李世民，就在這時尉遲恭躍馬奔來大聲喝住了他。李元吉知道不是對手，趕緊放開李世民，想快步跑入武德殿尋求父皇庇護，但尉遲恭快馬追上他，放箭將他射死了。至此，政變以秦王李世民的勝利而告終。
政變發生時高祖正在宮內的海池上劃船，李世民讓尉遲恭入宮擔任警衛。尉遲恭身披鎧甲，手握長予，徑直來到高祖所在的船上。高祖大驚，問道："今日作亂的人是誰？愛卿到此做什麽？"
尉遲恭回答道："秦王因為太子和齊王作亂，起兵誅殺了他們。秦王殿下擔心驚動陛下，故派臣擔任警衛。"
當時，宿衛軍和秦王府的兵馬與東宮和齊王府的親信交戰還沒有停止，尉遲恭請求高祖頒布親筆敕令，命令各軍一律接受秦王的處置，高祖聽從了他的建議。天策府司馬宇文士及從東上閣門出來宣布敕令，眾人便這樣安定下來了。
高祖又讓黃門侍郎裴寂前往東宮開導原李建成麾下的諸將士，將士們便都棄職而散。於是，高祖召李世民前來。李世民跪了下來，伏在高祖的胸前，號啕大哭良久。
李建成和李元吉的兒子都被殘忍殺害，還在宗室的名冊上刪除他們的名字。傳說李世民恐懼兄弟的鬼魂前來索命，於是派尉遲恭與秦瓊擔任門前守衛，但後來因兩人年老，無法長期擔任，隻好轉繪製兩人的畫像掛在門口，成為後世門神的由來。原東宮和齊王府的女眷則全部沒入宮中，後來成為李世民的後宮組成部分。
秦王府諸將領準備將李建成和李元吉的一百多名親信全部誅殺，並將他們的家產沒收官府，尉遲恭再三爭辯，於是諸將領停止了追殺。
當天，高祖頒布詔書赦天下，叛逆的罪名隻加給李建成和李元吉二人，對其餘的黨羽，一概不加追究。僧人、尼姑和男女道士都應當依照原先頒布的詔令處理。國家的各項事務，都任憑秦王處置。
武德九年7月5日，高祖立秦王李世民為皇太子，又頒布詔書："從今天起，軍隊和國家的各項事務，無論大小，全部委托太子處理和決定，然後再報告給朕。"
7月14日，高祖將親筆詔書賜給裴寂等人說："朕應當加上太上皇的尊號。"表達了自己要退位和內禪的想法。7月27日，高祖撤銷了太子李世民兼任的天策上將府邸，為李世民登基做準備。
武德九年9月3日，高祖頒布製書，將皇帝位傳給太子李世民，自為太上皇。李世民堅決推辭，高祖不許。高祖頒布傳位製書的第二天，即武德九年八月初九甲子日，太子李世民在東宮顯德殿即皇帝位，是為唐太宗，並大赦天下，從此開始了他輝煌的皇帝生涯。
唐太宗即位第二年正月初一乙酉日改元貞觀。唐太宗以隋煬帝拒諫亡國為戒，即位後盡力求言，他把諫官的權力擴大，又鼓勵群臣批評他的決策和風格。
在唐太宗的鼓勵下，貞觀元年，25歲的李淳風上書，對唐代初年行用的《戊寅元曆》提出18條意見，引起重視。《戊寅元曆》由傅仁鈞創製，基本上采用隋張胄玄的計算方法，特點是廢除以前曆法所采用的平朔，改用定朔來安排曆譜。
唐高祖武德二年，即619年，頒行了傅仁均的《戊寅元曆》。由於《戊寅元曆》的一些計算方法有問題，頒行一年後，對日月食就屢報不準。李淳風上疏論《戊寅元曆》，唐太宗詔崔善為考核二家得失，結果李淳風的七條意見被采納。
李淳風為改進《戊寅元曆》作出貢獻，被授予將仕郎，入太史局供職。太史局是古代的一個機構，主要負責測驗天文，考定曆法，每日向朝廷報告所測日月星辰、風雲、氣候，每年製訂曆法，呈報皇帝後頒布。選擇祭祀、冠婚及其他重大典禮日期。
在置掌天文、地理、製曆、修史之職的太史局，李淳風開始充分展現自己的聰明才智。相傳，李淳風預測能力非常強大，因此深受皇帝重用。
有一次，李淳風與張率都在皇帝身邊服侍，一陣暴風從南麵刮來，李淳風認為在南麵五裏遠的地方一定有人在哭，張率則認為那裏一定有音樂聲。
太宗皇帝一心想要驗證二人所言孰對孰錯，於是命令左右侍從速速前去察看清楚。
不久，這些人回來稟報："五裏之處，確有哭聲。"原來，狂風肆虐，房舍倒塌，砸死了人，所以哭聲震天。唐太宗立即派人去撫慰死者的家屬。
還有一次，李淳風在校對新歲曆書時，發現初一將出現日食。古人由於缺乏對自然界的認識，看到了日食或者月食等自然現象，認為這是不吉利的。
為了處理這個問題，皇帝經常召集大臣們舉辦一場活動，通過弄出一些大的聲響來當作處理方式，希望能夠以這種方式將太陽和月亮召喚回來。現在看來，這是明顯的迷信做法。到了漢代，我國已經知曉日食和月食屬於自然現象了。不過在民間，對於異常的自然現象，依然有著各種各樣的說法。
李淳風發現日食準備到來，於是趕緊上報給朝廷。當時日食可是一件大事，唐太宗對此非常重視，準備了應對方式。
到了那天，皇帝來到庭院等候，結果左等右等，就是不見日食。唐太宗很不高興，他說："日食如果不出現，看你如何處置自己？"
在這樣的情況下，李淳風依然認為自己的推斷沒有錯，他說："如果沒有日食，我甘願受死。"
唐太宗說："我暫且放你回家一趟，好與老婆孩子告別。"
李淳風回答說："現在時間還早。"他在牆上劃下一道痕，指著太陽投射的影子說："影子到這裏就開始日食。"
後來，日食果然出現了，跟他說的時間絲毫不差。其實，在日食沒有出現之前，李淳風可是擔心得很，如果推測失敗，那自己的項上人頭可就保不住了。
經過此事，太宗皇帝自是越發地對李淳風器重。
還有一次，李淳風奏稟皇帝說："七個北鬥星要變成人，明天將去西市喝酒。可以派人守候在那裏，將他們請來，必有大用。"
太宗相信了他的話，便派人前去守候。見有七個婆羅門僧人從金光門進城，到了西市酒樓，上了樓，向店主人要了一石酒，端起碗來就喝，時間不長便把一石酒喝光了，於是又添了一石。
正當七人暢飲正酣之際，皇帝派來的使者走上樓來，宣讀了皇帝的詔書："恭請七位大法師進宮。"
七人一聽，相互看了一眼，其中一人笑著說："我等來此飲酒之事，定是李淳風那小子說出去的。"接著，又對宮中侍從說："煩請稍候片刻，待我們喝好了酒，就跟你們一起入宮。"
侍從們不敢無禮，隻得按捺著脾氣等候。良久，七人方才喝完酒，準備下樓。使者慌忙先下了樓在前麵帶路，可是當使者回頭看他們幾個時，僧人已蹤影全無。當初僧人喝酒時，並未交酒錢，但當店主收拾器具時，在僧人的座位下麵竟發現有錢兩千。
使者回去將以上情形如實奏稟皇上，太宗聽後甚為驚異，請教李淳風，有沒有什麽法子可以讓那七位高人回來？李淳風唯有一聲歎息，卻也無計可施。