唐朝初年，朝鲜半岛上高丽、百济、新罗三国鼎立。高丽在北，新罗据东南，百济居西南。隋代曾4次出征高丽，均以失败告终。645年（唐贞观十九年）唐朝军队开始进入高丽本土，攻下许多城市，后因天寒而班师。660年（显庆五年）唐先灭了朝鲜半岛西南部的百济。667年（乾封二年）唐再次进攻高丽，次年（总章元年）攻下平壤，灭高丽。于其地置都督府州县，并设安东都护府于平壤，统理高丽及靺鞨诸部府州，辖区西起辽河，东与北抵海，包有今乌苏里江以东和黑龙江下游地区，南及朝鲜半岛北部及西南部。这是唐朝东北疆域最盛时期。
670年（咸亨元年）安东都护府被迫内迁移治辽东，676年（上元三年）移治辽东城（今辽宁辽阳市）。677年（仪凤二年）移治新城（今抚顺市北高尔山）。开元以后移至辽西，放弃了对辽东的控制。开元后期辖境南部缩小，汨水（今朝鲜大同江）以南为新罗所有。天宝以后安东都护府废，辽东遂空。居于松花江上游的粟末靺鞨乘机兴起，据有其地。
隋唐之际，东北地区的勿吉又称靺鞨，分黑水、粟末等七部。当唐朝势力在东北削弱之时，居于松花江流域的粟末靺鞨扩展势力。698年其首领大祚荣在忽汗河（今牡丹江）上游东牟山筑城，建立震国。713年（唐开元元年）唐封大柞荣为渤海郡王，加授忽汗州都督，遂改称渤海国。
8世纪中（唐天宝末），渤海国迁都上京龙泉府（今黑龙江宁安县南东京城）。当唐朝与高丽双方在辽东势力都受到削弱时，渤海起而取之，逐渐扩展势力开拓疆土，其盛时南以泥河（今朝鲜咸境道龙兴江）与新罗分界，东北至黑龙江下游与黑水靺鞨为邻，北隔那河（今东流松花江）与室韦为界，西与契丹接境，西南抵辽东地区与唐为邻，东至于海，为“海东盛国”。
唐朝盛时曾于648年（贞观二十二年）在契丹所居西拉木伦河流域置松漠都督府，在奚所居老哈河流域置饶乐都督府。726年（开元十四年）在松花江下游、黑龙江下游与乌苏里江流域黑水靺鞨分布地（其中窟说部在今库页岛上）置黑水都督府。
742年（天宝元年）以前又在黑龙江中上游和嫩江流域室韦分布地置室韦都督府。以上都督府均归安东都护府管辖，均属羁縻性质，安东府内迁后，渐失控制。
