同年秋，车驾至灵州，逾陇山，至西瓦亭，远望茫茫草原，万马齐牧，太宗心情极为舒畅，时铁勒诸部俟斤遣使数千人诣灵州，纷纷奏道：
“愿得天至尊为奴等天可汗，子子孙孙常为天至尊奴，死无所恨。”太宗闻奏，哈哈大笑，赋诗一首，命勒石于灵州记事。其诗曰：雪耻酬百王，除凶报千古。昔乘匹马去，今驱万乘来。近日毛虽暖，闻弦心已惊。
冬十月，车驾还京师。诏以加纥部为瀚海府，仆骨为金微府，多滥葛为燕然府，拔野古为幽陵府，同罗为龟林府，思结为卢山府，吐谷浑为皋兰州，斛薛为高阙州，奚结为鸡鹿州，阿跌为鸡田州，契芯为榆溪州，思结别部为蹛林州，白窸xi为置颜州，各以其酋长为都督、刺史，各赐金银缯帛及锦袍。
铁勒各部得赏大喜，捧着官服欢呼礼拜，且奏道：
“臣等既为唐民，往来天至尊所，如诣父母，请于回纥以南、突厥以北开一道，谓之‘参天可汗道’。”
太宗依允，乃于途置六十八驿，各有马及酒肉以供过使，同时派能文的汉人代各酋长写典疏表，以加强中央与各部的往来。不久，太宗又置燕然都护府，统领瀚海六都督、皋兰等七州，调任才能卓著的扬州都督府司马李素立为都护。李素立以恩信安抚铁勒人，各部感其德，牵牛马以献，李素立惟受其酒一杯，其余全部退还。
时铁勒北部骨利，也遣使入贡，西域结骨部酋长也万里迢迢来到京师，请天可汗授给一官，诏为坚昆都督。
每当节日朝会时，夷落往往数百上千人，服色各异，语言参差，俱都入殿趋跄，山呼万岁，大唐王朝进入了一个全盛的时期。
太宗一路北巡，风寒劳累，水土不服，回到长安后，又闹起病来，从前箭伤处隐隐作疼，时时泄肚子。为了好好保养身体，太宗传旨，一切军国机务并委皇太子处决。
太医进了多次药，太宗吃了总觉不大管事，他见尉迟敬德年龄比自己大，同在沙场上冲杀了半辈子，老了以后精神头却比自己好，于是召来尉迟敬德问他养生的法子。尉迟敬德自从致仕回家，不问政事以后，对一切事情也渐渐看开了，答道：
“与世无争的人才能长寿，臣操心的事少了，自然身体轻健。”太宗知道自己不可能与世无争，便又问道：
“听说你在家炼丹药，吃丹药有效吗？”尉迟敬德老老实实地答道：
“臣是炼丹药，也吃了一些，但有效没效还不敢断定，圣上万金之躯，臣不敢妄言。”
太宗有些不相信尉迟敬德的话，有效没效先炼些吃吃再说。太宗吃丹药的心一起，乃遣人把国内一些有名的炼丹之人召进皇宫，在御苑中安下丹炉，点火炼丹。
丹药大多是辰砂、毗素、乳石一类的东西，再加上少量金铜炼制而成，毒性很大，往往对治病也有一些效果。每一炉丹炼成后，太宗小心翼翼服了一些，觉得身上发热，原先该疼的地方也不大疼了，精神疲顿的状况也改善了许多，因之对服食丹药可致长生的说法渐渐信服。
贞观二十一年正月，开府仪同三司申国公高士廉因病去世，卒年七十。当年高士廉识太宗而非常人，因将长孙氏许之。高士廉病逝，太宗极为伤痛，传旨要亲去高府临吊。房玄龄以主上卧病新愈，极力阻谏。太宗说道：
“高公非徒君臣，兼以故旧、姻亲，岂能闻其丧而不往哭乎？公勿复言！”
长孙无忌正在舅父家中守丧并襄办丧事，闻听主上要来临哭，忙飞马赶来，在午门外遇到了太宗领数百骑正要出来，长孙无忌站在马前拱手谏道：
“臣舅临终遗言：‘深不愿以臣下北首、夷衾辄屈銮驾。’陛下饵药后，方中切嘱：‘不得临丧’，奈何不以宗庙、社稷为重？”
太宗不听，令人拽开长孙无忌，麾驾起行，长孙无忌见劝谏不住，只得投身伏卧道中，流着泪水，阻挡圣驾，太宗见状，长叹一声。拨马回宫，径入东苑，面向南边高士廉家的方向痛哭，诏赠高士廉司徒、并州都督，谥曰文献，陪葬昭陵。
休养了一段，太宗的疾患渐渐转好。转眼又到了十二月二十二日，为太宗的诞辰，长孙无忌奏道：“今日乃陛下诞辰，当召臣等宴乐。”太宗听了，好半天才长叹一声说：
“今日为我生之日，世俗之人以生日为乐，在朕反成感伤。今朕君临天下，富有四海，而承欢膝下，永不可得，此子路所以有负米之恨也。诗曰：哀哀父母，生我劬劳，奈何以劬劳之日更为宴乐乎？”
太宗说完泣下数行，长孙无忌等侍臣见皇帝以九五之尊，仍追念父母不已，功成名就，子欲养而亲不在。侍臣们想到这里，也跟着悲泣起来。
太宗居病中时，心中不快，因一件小事谴房玄龄归第，不令朝见。今值太宗生日，褚遂良想趁此为玄龄说上几句话，拱手奏道：“玄龄因微谴在家，今圣上诞辰，可召来朝会。”
见太宗沉吟不语，褚遂良上前一步，侃侃言道：“玄龄以义旗之始，赞翼圣功，武德之季，冒死决策；贞观之初，选贤立政，人臣之勤于国事者，以玄龄为最。自非缙绅同尤，罪在不赦，不可遐弃。陛下若以其衰老，亦当讽谕使其致仕，退之以礼；不宜以浅鲜之时，弃数十年之勋旧。”