《五经定本》统一文字之后，义理之阐释犹未归一。诸家注疏，南北各异；师说传承，门户森严。学者虽持同一文本，而理解互殊，诠释各别，于致用仍多窒碍。李世民于贞观十二年，命令国子祭酒孔颖达主编《五经》义疏。孔颖达者，冀州衡水人，少师刘焯，于隋代已名重一时，入唐后更受倚重，为国子祭酒，领袖儒林。

孔颖达承诏，会集天下儒士，于国子监设馆编纂。参与者有司马才章、王恭、马嘉运等一时名宿，各以其专攻分任一经。其编纂之旨，在"疏不破注"，以汉魏古注为宗，而辅以南北朝以来之新解；于诸说纷陈之际，务求折衷至当，归于一是。贞观十四年，编成《五经》义疏，凡一百八十卷，卷帙浩繁，体大思精。后李世民下诏改为《五经正义》，"正义"之名，昭示其权威性与统一性，并将它交付国子监，作为全国性的教科书，明经科举考试皆以此教材为标准。自此以后，天下举子，同此义疏；郡县学官，共此讲授。学术之统一，至此而极。

《五经定本》和《五经正义》的编订，在中国经学史上意义重大。前者定其文，后者明其义；前者同其形，后者一其神。文义兼备，经学乃成完璧。并且李世民对经义解释采取兼收并蓄多元性态度，非如后世之独尊一说、排斥异端。于《周易》，则王弼、韩康伯之注与郑玄之注并存；于《尚书》，则伪孔传与伏生今文共采；于《春秋》，则杜预、服虔之说兼收。此种开放胸襟，使唐初经学虽统一而不僵化，虽归一而不狭隘，因此，唐初经学的统一达到了前所未有的盛况。统一中有包容，整齐中有活力，此所以能开一代之风气，启后世之文明。

李世民之文化建树，不止于经学一端。他还开设史馆，设置史官，修撰前朝和本朝的国史，以"鉴前世之兴衰，考当今之得失"。于禁中别置史馆，宰相监修，史官执笔，起居注、实录、国史各有专职。在这一时期诞生了中国历史上第一部历史学理论著作《史通》——刘知几所著，虽成于武后之时，而渊源实肇于贞观之制。其书内篇论史官源流、史书体例，外篇评历代史籍得失，开史学批评之先河，立后世史法之准绳。

李世民珍爱《兰亭集序》，此事千古流传。太宗酷好王羲之书，以金帛购求天下遗墨，得真迹三千六百纸。于《兰亭》尤为痴迷，置之座侧，朝夕观览，临终遗命以之陪葬昭陵。他又亲自参加音乐实践，指点梨园教习。于宫中设教坊，选乐工数百人，自教以音声，号"皇帝梨园弟子"。梨园之名，遂为后世戏曲行当之代称。太宗善琵琶，能制曲，其《秦王破阵乐》即即位前所制，后更增演为《七德舞》，声振百里，动荡山谷，以象征战之势，示不忘武功之本。

在民族艺术方面，大唐之开放包容，于斯为盛。西域的胡乐和杂技乐舞传入中原，长安城中，胡音胡舞与华夏正声并行不悖，相激相荡，焕发出前所未有的艺术活力。西域乐中以龟兹乐最为流行——龟兹，今新疆库车一带，其乐以筚篥、琵琶、五弦琵琶、笙、笛、箫、篦篥、答腊鼓、腰鼓、羯鼓、鸡娄鼓等众器合奏，声韵繁促，节奏鲜明，与华夏雅乐之舒缓庄重迥然异趣。于阗的著名画家尉迟跋质那、尉迟乙僧父子，为当时的著名画家。跋质那于隋代已入中原，乙僧则活跃于贞观、永徽之际。二人善画凹凸花，以晕染之法表现明暗远近，于中原绘画之平面勾勒外，别开立体写实之生面。其所绘佛像，衣纹紧窄，神情庄肃，天竺遗风与中华笔墨交融，世称"尉迟体"。