唐順宗時期的“永貞革新”就是一次失敗的政治改革。永貞元年（805年）正月，唐德宗死，太子李誦即位，也就是唐順宗。唐順宗即位後，重用自己做太子時的老師王伾、王叔文。同時，朝中大臣劉禹錫、柳宗元、程異、凌準、韓泰、韓曄、陳諫以及陸質、呂温、李景儉等，也都與二王相結，最終形成一個以“二王劉柳”為核心的革新派。順宗因中風失音，不能理政，朝廷大事都由王叔文、柳宗元等人主理。
在短短的半年多時間裏，革新派主要做了以下幾件事：第一，抑制藩鎮勢力，重建中央集權，具體措施是將財政大權從藩鎮收歸中央，打擊不從號令的藩鎮。第二，企圖抑制宦官勢力，奪回國家軍權，罷宮市、五坊使。唐德宗以來，宦官經常借為皇宮採辦物品為名，在街市上以買物為名，公開搶掠，稱為宮市。白居易《賣炭翁》詩就是對宮市的控訴。這項措施令人民拍手稱快。第三，懲貪鄙，用賢能，免苛徵，恤百姓，罷免、貶謫貪官污吏，減輕賦税。但改革很快遭到宦官和藩鎮勢力的反撲，貞元二十一年（805年）八月，唐順宗被迫禪位於太子李純，即為唐憲宗，改元永貞，史稱“永貞內禪”。主持革新的大臣都遭到貶黜，永貞革新宣告失敗。
即位後的唐憲宗李純，自小便熟知太宗、玄宗之盛，欲復大唐之威。為了振興大唐，唐憲宗開始了艱難的削藩戰爭。元和四年，朝廷開始討伐河朔三鎮中的成德鎮，雖然無功而返，卻使得三鎮中的魏博開始歸順朝廷。元和九年，唐憲宗又開始討伐淮西地區，經過三年艱苦的戰爭，成功地攻破蔡州，活捉淮西節度使吳元濟。元和十四年，河朔三鎮中的成德和盧龍也迫於壓力歸順朝廷，唐憲宗的削藩戰爭取得了巨大的勝利。在軍事上進行削藩的同時，唐憲宗在政治經濟上也採取了很多措施，並且厲行節儉。這時候元和朝名相名將輩出，人才濟濟，憲宗知人善任，馭下有術，在他統治的十五年間，唐朝猶如一個久病之人忽然得到了靈丹妙藥，逐漸煥發出了久違的光芒。 就在大家沉浸在“元和中興”的繁榮表象下的時候，元和十五年正月，唐憲宗李純被被心懷怨恨的宦官所弒殺，誰也不會想到，這次大唐所煥發出的光芒，竟然只是無奈的迴光返照。唐憲宗駕崩僅僅二年後，河朔三鎮相繼復叛，唐朝重又陷入藩鎮割據和朋黨相爭的局面。
唐憲宗之後，繼位的唐穆宗、唐敬宗昏庸無能，唐文宗有心作為卻缺乏能力和臂助，結果在“甘露之變”中一敗塗地。唐文宗死後，他的弟弟李炎被宦官擁立，也就是唐武宗。唐武宗上台後，開始着手削弱宦官，此時的宦官勢力經過了“甘露之變”，已經坐大到前所未有的強大，唐武宗從唐文宗失敗的教訓中吸取了經驗,他知道要想壓制宦官,就必須建立一個強有力的宰相中樞，並恢復中書省的職能，於是任用宰相李德裕，重建中書省。
唐武宗順利從大太監仇士良手中收回軍權，任用李德裕對唐朝後期的弊政做了一些改革，在公元845年（會昌五年）下令拆毀佛寺，沒收大量寺院土地。由於毀佛成功，從而擴大了唐朝政府的税源，鞏固了中央集權。這段唐朝中後期較為平穩的一段時間，被史學家稱為會昌中興。但好景不長，次年（846年），唐武宗因服食丹藥去世，年僅三十二歲。
唐武宗去世後，沒有子嗣，因此他的叔叔李忱為宦官馬元贄等擁立，登基為帝，也就是唐宣宗。李忱勤於政事，孜孜求治。在位期間，整頓吏治，並限制宗室和宦官，將死於甘露之變中除鄭注、李訓之外的百官全部昭雪。在對外方面，他擊敗吐蕃、收復河湟，又安定塞北、平定安南。尤以收復河湟之舉，為安史之亂後唐對吐蕃的重大軍事勝利之一。李忱為人明察沉斷，從諫如流，恭謹節儉，且惠愛民物。他在位時，國家相對安定繁榮，歷史上把這一時期稱之為“大中之治”。所以直至唐朝滅亡，百姓仍思詠不已，稱李忱為“小太宗”。
儘管唐宣宗本人在即位後“憂勤無怠”，但此時的唐朝，似乎氣數已盡，天下常發生水旱災害。而自大中十二年（858年）後，因所任將帥管理不當，各藩鎮也相繼發生叛亂。大中十三年八月，李忱因病駕崩，享年五十歲。
唐宣宗去世後，唐朝再也沒有出過一位有作為的明君，後繼者唐懿宗、唐僖宗都昏庸無度，唐朝爆發了王仙芝、黃巢起義，藩鎮也趁機坐大，再後來的唐昭宗、唐哀宗都淪為藩鎮的傀儡，兩人先後死在節度使朱温的手上，曾經無比輝煌的唐朝也就此滅亡，中國陷入了五代十國的亂局。
