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805年唐德宗去世，太子李诵继位，即唐顺宗。
唐代宗遗留下来的问题越来越严重，唐顺宗与唐宪宗都企图解决，其中唐宪宗较为成功，实现了元和中兴。唐顺宗以韦执谊为宰相，启用以王叔文为首的改革派。他们废除欺压百姓的宫市和五坊小儿，减轻税赋。任韩泰掌控神策军，试图夺取宦官军权，史称永贞革新。同年，唐顺宗中风，宦官俱文珍利用太子李纯想做皇帝的心理，联合韦皋等等藩镇迫使唐顺宗让位，借此扳倒改革派，史称永贞内禅。太子李纯继位，即唐宪宗。
唐宪宗颇能驾驭宦官与外廷，做事勤勉政务，善于纳谏。他采纳杜黄裳的建议着手削藩。当时全国共有四十六处藩镇，大都在半独立的状态，只剩浙江一带还供应朝廷的财务来源。他采取扩宽财路，力行节俭的方式以稳固财力。由于藩镇中以安史系最强，他先从较弱的藩镇下手。806年剑南西川节度副使刘辟、夏绥留后杨惠琳与隔年的镇海李锜先后叛变，被唐室一一平定。接着是牵制数十万唐军的安史系淮西节度使吴元济，814年由于吴元济四处掠夺且私自传位继承，唐宪宗先后派十六镇的兵力讨伐之，然而未能成功。期间淄青李师道与成德王承宗派人刺杀主战派宰相武元衡，唐帝复以裴度代替，并以李诉（李晟之子）主讨战事。817年李诉采降将李祐之计，雪中奇袭吴元济总部蔡州，淮西平定。淄青李师道恐慌，唐宪宗派李光颜、李诉率军讨伐。两年后李师道被部下所杀，淄青平定。河北方面，魏博田弘正支持唐室。成德王承宗曾经反叛唐室，淮西平定后与卢龙刘总归顺唐室。到819年，全国藩镇在名义上都服从中央，派使纳贡，史称元和中兴。然而唐宪宗对国事有点荒怠，喜好营建豪宅。他十分崇佛，曾经赴法门寺奉迎佛骨，韩愈劝谏而被贬。
820年唐宪宗在大明宫被宦官毒死，河北三镇复叛，中兴时期结束。821年卢龙刘总离职，唐室派张弘靖接管。张弘靖管理不当，卢龙兵拥护朱克融叛变。移镇成德的田弘正被将领王庭凑夺位杀害。魏博田布（田正弘之子）被军队迫死，魏博军拥护史宪诚叛变，至此河北三镇复叛。当河北未叛之时，大臣萧俛、段文昌建议国家裁军。如今被裁之兵都投奔河北三镇，助长其势。然而此后的河北三镇并非持续强盛，唐敬宗与唐武宗期间，河北三镇大多受制其强兵，有时还被部下篡位，远远不如当初的跋扈。而各地藩镇依然听命于中央，直到黄巢之乱为止。
唐朝中央的政治大权大多由皇帝与宰相掌控，但在天宝之后转变成皇帝与内廷宦官的联合，外廷宰相变成政治上的二流角色。泾原兵变后，皇帝不再信任武臣，宦官更加把持者中央禁军。永贞内禅事件又使宦官成功击败外廷与士大夫。掌控军政大权的宦官一跃成为中央的幕后掌控者，唐宪宗之后的皇帝大多被宦官任意废立。820年唐宪宗被宦官陈弘志毒死，这个事件背后是宦官王守澄指使。王守澄扶持太子李桓继位，即唐穆宗。他即位后游乐无度，河北三镇复叛，宦官背后掌控的牛李党争亦愈演愈烈。唐穆宗即位三年就去世，其子李湛继位，即唐敬宗，大权仍由王守澄掌控。唐敬宗同样不理朝政，专好游乐击球摆宴。826年唐敬宗出去“打夜狐”，回宫后大摆宴席，被宦官刘克明所杀。刘克明有意夺王守澄权，拥立绛王李悟。王守澄得知后以兵迎立唐穆宗之子江王李函，并且杀死政敌。李函继位，即唐文宗。