玄奘於貞觀十九年正月回到長安，當時李世民不在京城，正在遠征高麗返京的旅途上。玄奘在天竺佛教聖地，成為瑜珈學派宗師、戒賢大師的首座弟子，成為戒日王設法會於曲女城的論主，講經十八日，無有詰難，佛國服膺，今古罕聞。李世民對此早聽稟報，曾讚歎道：
“鹿死苑鷲，瞻奇仰異。承至言於先聖，受真教於上賢。”
玄奘載譽歸來，到達於闐，即遣人上表皇帝，申述自己奇跡般的經曆，得到李世民的垂青，他敕令：
“於闐等道使諸國，送師人力鞍乘，應不少乏。令敦煌官司於流沙迎接，鄯善於沮末迎接。”
所以貞觀十九年玄奘回到長安時，僧人、俗士、庶民傾城而出，萬人空巷，焚香散花，頂禮膜拜，盛況空前。玄奘取經，曆時十九年，行程五萬餘裏，帶回經論六百五十七部，另有佛像、舍利、花果、作物種子等，為印度與中國文化交流作出了貢獻。
貞觀二十年二月，李世民車駕返回洛陽，還未到達京師，就急不可耐地在洛陽宮召見玄奘。玄奘的稟述給他留下了非常好的印象，他對侍臣褚遂良說：
“昔荷堅稱釋道安為神器，舉朝尊之。朕今觀法師詞論典雅，風節貞峻，非唯不愧古人亦乃出之更遠。”
玄奘在陛見皇帝時，乘機提出選賢譯經的要求，得到首肯，“爰召學人，共成勝業”。李世民介於西域諸多小國均已納入大唐版圖，但對少數民族邊鄙地區一無所知。他希望鞏固統一的多民族國家，和別國建立睦鄰友好關係，發展與中亞、南亞及西亞各國的友好往來，他迫切需要了解西域廣大地區情況，所以提出請玄奘法師在譯經同時，寫一部《大唐西域記》，盡情記錄玄奘在西域的所見所聞。同時還希望玄奘還俗做官，對此玄奘沒有答應。但在回長安後的第二年，即把洋洋十八萬言的《大唐西域記》完成了，介紹了西方一百三十六個大小方國和數百個地區、城市的風土人情。
玄奘完全按照皇帝旨意撰寫，他在上表書中說：
“班超侯而未遠，張騫望而非博。今所記述，有異前聞，雖未極大千之疆，頗窮蔥外之境，皆存實錄，匪敢雕華。”
李世民拿到這部書稿後，高興而謙虛地道：
“法師夙標高行，早出塵寰，泛寶舟而登彼岸，搜妙道而辟法門，宏闡大猷，蕩滌眾罪。是故慈雲欲卷，舒之而蔭四空；慧日將昏，朗之而照八極。朕學淺心拙，在物猶迷，況佛教幽微，豈能仰測。請為經題非以所聞，新撰《西域》記者，當自披閱。”
貞觀二十二年，皇太子治為母親文德皇後修建的大慈恩寺落成，皇帝敕令玄奘和其弟子住進大慈恩寺，潛心翻譯經卷。可是經卷浩瀚，才份高的譯經弟子少，譯述進度十分緩慢。愁腸百結的玄奘信步走出大慈恩寺，來到曲江岸上躑躅徘徊，忽然看見一個眉清目秀的的少年在水邊舞劍，隻見這少年劍法精絕不俗，英姿颯爽，穎悟聰慧。玄奘心中不由得一動，“如果能將此兒收為徒弟，教給他西天竺語，那麼幫助和繼承譯經的人才便有了。”
這時，那少年收劍準備離開，玄奘匆忙上前道：
“公子，你姓甚名誰，能跟老僧談談嗎？老僧是剛從西天佛國取經回來的玄奘。”
那少年聽說是玄奘大師，十分高興，便坐了下來。一老一少有問有答，談得十分投機。原來少年名叫尉遲洪道，是大唐開國元勳尉遲敬德的親侄子，京兆長安人。他雖出身將門，武藝精絕，十八般兵器樣樣皆通，卻也滿腹詩書，聰穎異常，對玄奘法師的考問，對答如流，很有見解。玄奘恨不得立即將自己平生所學的全部教授給他，讓他做自己的衣缽弟子，繼承自己的譯經傳法事業。
當天，玄奘就拜訪了尉遲洪道的父親――左金吾將軍開國公尉遲宗，向他說明想收他愛子洪道為衣缽弟子的來意。尉遲宗本想要洪道習武，好襲自己開國公的爵位，但覺得玄奘是皇帝敬重的大和尚，又去西天取過經，做他的衣缽弟子也是極光彩的事，便說：
“犬子心性頑劣、驍悍，可能不堪造就，有負大師美意。”
“公子氣度非常，是個奇才，必成大器。”玄奘頗有把握地道。於是尉遲宗將軍很快答應了玄奘的請求。
父親雖答應了，兒子卻不願意出家為僧。玄奘知道後，三番五次上門激勵尉遲洪道，告訴他做一名學問僧的重要，翻譯經卷是普利眾生的千秋偉業，還把自己奉旨撰寫的《大唐西域記》拿給他看……洪道終於被玄奘的愛才精神所打動，虔誠拜三奘法師為師。
李世民聽尉遲敬德說起此事，極為欣慰，便降旨正式宣布尉遲洪道為玄奘的衣缽弟子，賜法號為辯機。
辯機來到慈恩寺出家，跟玄奘學習梵文竺語，日有所進，很快成為譯經高手。他與玄奘形影不離，仗著一身武藝，保護著師傅的安全。有天深夜，辯機發現窗外一條黑影一閃，立即拔出寶劍，一躍而出。玄奘卻在後麵喝道：
“辯機，我佛慈悲，休開殺戒！”
師徒二人奔了出來，誰知“剌客”卻是個圓臉的年輕和尚。年輕和尚“撲通”一聲跪在玄奘麵前，如實招認。原來和尚法號圓測，是新羅國王子，三歲出家，十五歲成了大和尚。後隨遣唐使船來到長安，皇帝李世民親自為其剃度，現住長安西明寺。他精通梵文竺語，深夜潛入慈恩寺是為偷聽玄奘師徒講經……
於是玄奘亦收新羅王子圓測為弟子。玄奘在世時，與弟子譯經十九年，共譯佛經七十五部，一千三百三十五卷。對後世宗教文化產生了深遠的影響，玄奘、辯機、圓測也成為了名垂後世的高僧。李世民對譯經非常關注，多次發詔，“載令宣譯”，玄奘在長安建大雁塔以藏佛經，李世民在長春宮製《三藏聖教序》，凡七百八十言。在“聖教序”中，他對玄奘的人品、風采、學問多有褒獎：
蓋聞二儀，有象顯覆，載以含生，四時無形。潛寒暑以化
物，是以窺天鑒地，庸愚皆識其端……有玄奘法師者，法門之
領袖也，幼懷貞敏，早悟三空之心；長契神情，先苞四忍之行
。鬆風水月，未足比其清華；仙霞明珠，詎能訪其朗潤。故以
智通無累，神測未行，超六塵而迥出，隻千古而無對……往遊
西域，乘危遠邁，杖策孤征。積雪晨飛，塗間失地。驚砂夕起
，空外迷天。萬裏山川，撥煙霞而進影，百重寒暑，躡霜雨而
前蹤……探賾妙門，精窮奧業。
李世民由早年的抑佛到晚年虔誠信佛，對玄奘多次說：“朕與法師相逢晚，不得廣興佛事。”這種相見恨晚的心緒，除了對玄奘個人的崇敬也還有自身的原因。
貞觀十九年前後，廢立太子，致使骨肉相殘，釀成離散悲劇；東征高麗失誤，致使無數生靈身歿異域，懷憂生之慨；再加上精力衰耗，體力驟降，疾病纏身，使他頓減早年叱嚓風雲的銳氣，精神陷入空虛的境地，而萌發禮佛的靈魂慰藉之念。
他從靈州返還京師後的冬末，由於風寒勞頓，精神疲憊，便欲專事保養。詔祭祀、表疏、胡客、兵馬、宿衛、行魚契給驛、授五品以上官員及除解、定決死罪皆隻聽聞，任皇太子決處。
正值李世民五十大壽，西方各少數民族回紇、仆骨、多濫葛、拔野古、同羅、解薛、思結、阿跌、奚結、契苾、白霫等酋長來朝，為皇帝祝壽。李世民賜宴於芳蘭殿，命有司厚加招待，每五日一宴，由皇太子或司徒長孫無忌等大臣作陪。
在近臣為皇帝祝壽的酒宴上，李世民對長孫無忌道：
“今日朕生日，世俗皆為樂，在朕反為傷感。今君臨天下，富有四海，而承歡膝下，永不可得，此子路所以有負米之恨也。《詩》雲：‘哀哀父母，生我劬勞。’奈何以劬勞之日反為宴樂呢！”說到此，他忍不住淚流滿腮，諳然離席而去，左右皆悲。
當時房玄齡遭微譴歸第，褚遂良上疏曰：
“玄齡自義旗之始翼讚聖功，武德之季冒死決策，貞觀之初選賢立政，人臣之勤，玄齡為最。自非有罪在不赦，搢紳同尤，不可遐棄。陛下若以其衰老，亦當諷諭使之致仕，退之以禮；不可以淺鮮之過，棄數十年之勳舊。”
李世民看了褚遂良這份疏，想起房玄齡和已故的杜如晦輔佐他實現貞觀之初的大治，事事曆曆在目。他立即擬詔，召房玄齡回宮。過了一些日子，房玄齡又回家去了。其實這是房玄齡自己覺得位高極頂，權傾朝野，長子遺直拜銀青光祿大夫，次子遺愛又娶了合蒲公主，他是避位歸第，以終餘年。李世民不想讓他致仕，一直叫他當著宰相，就是不入宮上朝，也不肯放他散官。
這天皇帝去芙蓉園遊憩，房玄齡立即命子弟灑掃庭除，仿佛有某種心靈感應似地道：
“快快，皇帝的乘輿就要到了。”
果然，說話間，李世民的乘輿進了宰相府的大院。君臣兩手緊緊相握，道不盡思念之情。皇帝讓乘輿載著房玄齡一道回宮，為了房玄齡入宮方便，李世民竟下令，將皇宮的城牆挖了個洞，新開一張門，好讓年邁的房宰相來往方便。
貞觀二十一年春正月，開府儀同三司、申文獻公高士廉病篤，皇帝親至其第，流涕與訣，當晚薨逝。第二天，李世民又要親自去高府吊喪哭靈，房玄齡因皇帝痼疾新愈，諫阻道：
“聖上不能去，讓太子去就可以了。”
“不行！”李世民執意道，“高公非一般君臣，他兼故舊姻親，是皇後的舅舅。皇後不在了，朕聞喪豈有不去哭的道理？”
“陛下龍體要緊……”
“公勿複言。”
李世民帥左右自興安門出，至高府，長孫無忌在高府料理喪事，聽說皇上將至，停止哭泣，迎諫於馬前道：
“陛下服藥金石，按方術不得臨喪，奈何不為社稷蒼生自重！且臣舅臨終遺言，深不欲以北首夷衾，輒屈鑾駕。”
李世民不聽，長孫無忌橫臥在中門外的大道上，流涕極諫。皇帝的乘輿不能進，乃還東苑，南望而哭，淚如雨下。到出殯那天，欞柩徐徐駛出橫橋，李世民登上長安故城西北樓，望著慟哭不止。
正月末，詔回紇部為瀚海府，仆骨為金微府，多濫葛為燕然府，拔野古為幽陵府，同羅為龜林府，思結為盧山府，渾為皋蘭府，解薛為高闕州，阿跌為雞田州，奚結為雞鹿州，契苾為榆溪州，思結別部為跪下滯林州，白霫為寘顏州，各以其酋長為都督、剌史，各賜金銀繒帛及錦袍。敕勒各部酋長大喜，捧戴歡呼拜舞，掀起滾滾塵埃。皇帝在天成殿設宴，歌舞吹奏大唐十部樂招待。
諸酋長稱頌道：
“臣等既為唐民，往來天至尊京畿，如詣父母，請如回紇以南、突厥以北開一通道，謂之參天可汗道，置六十八驛，各有酒及馬肉以餉過往使臣，歲貢貂皮以充租賦，仍請能屬文人，使為表疏。”