隋大業十三年（617年）五月，隋朝晉陽留守、唐國公李淵，在隋末大亂中起兵，意在奪取天下。十一月，李淵軍攻克大興城（即長安城，今西安），佔據關中，挾持隋煬帝之孫代王楊侑為傀儡皇帝（隋恭帝），改元義寧，奉遠在江都的隋煬帝為太上皇。李淵自號大丞相、尚書令、唐王，實際掌握了關中政局。
義寧二年（大業十四年、618年）四月，隋煬帝在江都被弒，李淵得到消息後，於五月逼迫隋恭帝「禪讓」於己，建立新朝，國號「唐」，改元武德。李淵就是唐朝開國皇帝---唐高祖神堯皇帝，後世子孫累加諡號為「神堯大聖大光孝皇帝」（這也是中華皇帝諡號濫觴的開始）。
而李淵的祖輩，最遠可以追溯到東晉隆安元年，後涼龍飛二年（397年）。這一年，在兩晉南北朝的亂世中，河西涼州大姓李氏（祖籍隴西成紀，自稱漢前將軍、右北平太守李廣之後，不過不可考）子孫李暠，成為北涼敦煌郡效谷縣令，開始割據一方，建立自己地勢力。
此後，李暠逐步獲取權力，先後被授予持節、都督涼興以西諸軍事、鎮西將軍，兼任護西夷校尉、敦煌太守等職，成為北涼政權在敦煌當地的最高統治者。
東晉隆安四年，後涼天璽二年（400年），李暠自號冠軍大將軍、沙州刺史、涼公，敦煌太守，開始自立於北涼之外。他在敦煌境內大赦，改年號為庚子，實際上獨立於北涼之外，已經自成一國，歷史上稱李暠建立的政權為西涼。
此後，李暠及其子李歆、李恂，父子兩代統治敦煌、酒泉等地二十年。至劉宋永初二年、西涼永建二年、北涼玄始十年（421年），北涼大舉進攻西涼，西涼判斷失誤，李歆、李恂先後陣亡，李氏西涼滅於北涼，結束了李家短暫的君主歷史。
李歆第三子李重耳，在國破之時，趁亂逃出涼州，投奔北魏，在北魏受到重用，歷任恆農太守、安南將軍、豫州刺史。李重耳子李熙，仕北魏為金門鎮將，戍守武川鎮。李熙子李天錫，任北魏邢州任縣新市疃疃主。李天錫子李虎，少年從軍，先追隨北魏大將賀拔嶽，後歸附西魏實際統治者、大丞相、安定公宇文泰，屢立戰功，一路升遷，最後擔任西魏、北周最高軍事長官「八柱國」之一，封爵唐國公。
李虎第三子李，承襲父親李虎唐國公爵位，任北周安州總管、柱國大將軍。他後來迎娶西魏、周大臣獨孤信第四女（獨孤信長女是北周明帝皇后、獨孤信幼女是隋文帝楊堅皇后）。李與獨孤氏之女所生之子，就是唐高祖李淵。所以李淵是西涼王室後裔，涼武昭王李暠七世孫。
李淵建立大唐後，追封高祖李熙為獻祖宣皇帝；曾祖李天錫為懿祖光皇帝；祖父李虎為太祖景皇帝；父親李為世祖元皇帝。西涼李氏，就是大唐皇室的直系祖先。
唐永徽四年（654年），大唐徵討西突厥，西突厥別支處月部向唐投誠，唐於處月地置金滿﹑沙陀兩羈縻州。這是「沙陀」族名得由來。
唐貞元六年（790年），吐蕃攻克唐北庭都護府，沙陀部歸附於吐蕃。此後吐蕃東遷沙陀部遊牧地至甘州(今甘肅張掖)﹐以其首領朱邪盡忠為沙陀統軍大論（即大相）。而在吐蕃歷次侵唐作戰中，常以沙陀兵為先導。
唐元和三年（808年），朱邪盡忠與子朱邪執宜不堪吐蕃壓迫，率全族三萬帳歸唐﹐但是途中被吐蕃襲擊，朱邪盡忠戰死﹐朱邪執宜拼死突圍，抵達唐境。唐憲宗將沙陀殘部安置於鹽州(今陝西定邊)﹐設立陰山都督府﹐授朱邪執宜為兵馬使﹐沙陀部從此留居於中原，再也沒有回到西域老家。
在中晚唐藩鎮割據亂局中，內附的沙陀人成為唐朝廷極為倚重的僱傭兵，唐廷對於跋扈叛亂的地方強藩用兵，往往徵召驍勇的「沙陀軍」作為主力。在唐憲宗用兵成德王承宗﹑淮西吳元濟；唐武宗用兵澤潞劉稹；及唐宣宗出兵吐蕃﹑党項﹑回鶻諸戰中﹐沙陀軍皆每戰當先，為唐朝廷奮勇作戰，並立下赫赫功勞。所以歷代大唐皇帝都十分看重這支名為異族、實際上早已高度漢化的驍勇善戰之部。
唐鹹通九年（868年），朱邪執宜子朱邪赤心再一次奉唐廷號令出徵，遠赴中原腹地徐州，幫助唐朝廷鎮壓並消滅了「龐勳起義」。事後論功行賞，朱邪赤心被賜姓李，賜名國昌，授大同軍節度使，正式成為晚唐藩鎮中的一員。這也表示原為突厥別部的沙陀人，基本被吸收到中華之中。
唐中和元年（881年），已經席捲天下的黃巢起義軍，以勢不可擋之勢攻克長安，唐僖宗倉皇出逃蜀中。逃亡中的朝廷下詔，令天下藩鎮入援勤王，李國昌子李克用遂率領沙陀軍南下，討伐黃巢。
中和三年（883年），以沙陀軍為主力的勤王軍最終擊敗黃巢，收復長安。事後李克用以復國首功，被授予檢校司空、同中書門下平章事、河東節度使，晉爵隴西郡王。
黃巢起義雖然失敗，但是唐朝的統治已名存實亡，搖搖欲墜。在平定黃巢中，各地藩鎮趁機擴大勢力，其中得利最大的是原黃巢部將、後降唐的宣武節度使、東平郡王朱溫（即後梁太祖朱晃）。
佔據中原汴州（今河南開封）的朱溫，與佔據太原的河東節度使李克用，為爭奪勢力範圍，進行了持續近四十年的殊死拼殺，互為死敵，攻伐不止。
唐大順二年（891年）唐昭宗冊封李克用為晉王。其實這個時候的李克用，已經割據河東，事實上成為獨立王國，根本不會聽從唐朝廷得命令與調遣，不過因為死對頭朱溫勢力龐大，佔據中原，需要藉助朝廷的名義對抗，所以李克用對於唐廷的示好還是表面上欣喜接受，以大唐忠臣的形象，來對抗「叛賊」朱溫。
唐天復元年（901年），朱溫擊敗鳳翔節度使李茂貞，控制了原依附於李茂貞的唐昭宗，逼迫唐昭宗封自己為梁王。唐天祐元年（904年），朱溫殺宰相崔胤，強令唐昭宗遷都洛陽，並在八月弒殺殺昭宗，立其子李柷為傀儡皇帝，即唐昭宣帝。
唐天祐四年（907年），萬事俱備的朱溫讓唐昭宣帝「禪位」給自己，改國號「梁」，以汴州為開封府，建都於此，改元開平，另立新朝，史稱後梁，朱溫就是後梁太祖。
而他的老對頭晉王李克用堅決不承認朱溫後梁政權，斥之為逆賊。為了顯示自己的合法性，和對於唐朝的忠誠，李克用繼續使用唐昭宣帝天祐年號，並繼續對後梁朱氏政權用兵，毫不示弱。
後梁開平二年（晉天祐五年、908年），晉王李克用於太原去世，年五十三。死前以三支長箭分別代表後梁朱氏、幽州劉氏、契丹耶律氏，示意長子李存勖，勿忘三家給河東的威脅，一定要消滅他們。李存勖深受刺激，鄭重接箭，牢記在心。
接任晉王、河東節度使後，李存勖開始整頓內外軍政。他嚴肅軍紀、撫恤孤寡，任用賢才，懲治貪腐，寬緩刑罰，使得河東百姓安心，晉軍軍威大盛。於是李存勖親自率軍，展開對於後梁的進攻，並屢次大敗梁軍。使得其他半獨立的藩鎮紛紛歸附。
後梁乾化二年（晉天祐九年、912年），屢戰屢敗的後梁太祖朱溫驚怒交加，突發重病，哀嘆：「我經營天下三十年，不意太原餘孽更熾如此！吾觀其志不小，天復奪我年，我死，諸兒非彼敵也，吾無葬地矣！」心情十分絕望。
當年六月，因不滿沒有安排自己繼位，朱溫次子朱友珪弒殺朱溫，篡位登基。朱溫第七子朱友貞以「剪除弒父逆賊」的名義，於次年正月起兵討伐朱友珪。
朱友珪弒父得位，沒有人願意幫助他，所以無法抵擋朱友貞。開封的禁軍也倒向朱友貞，倒戈相向，攻擊皇宮。
朱友珪不得逃脫，只得自殺，朱友貞順利進入開封，繼承後梁皇位，史稱後梁末帝。而後梁政權也在一系列得內訌中，衰敗下去，更加不能抵擋河東生機勃勃的李氏政權。
後梁乾化三年（晉天祐十年、913年），晉王李存勖見後梁父子兄弟內訌，原本實力強大的後梁暫時不會進攻河東，於是出兵幽州，徵討燕王劉守光。
晉軍一路勢如破竹，不過半年，攻克幽州，滅幽州劉氏，生擒燕王劉守光及其父劉仁恭，帶回太原，在李克用墓前處死。
後梁貞明三年（晉天祐十四年、917年），晉將壽州刺史盧文進叛晉附契丹，契丹主耶律阿保機趁機親率大軍南下，欲奪取幽州。晉將周德威一面堅守幽州，一面使向李存勖求援。
李存勖遂親領步騎大軍七萬，北上反擊契丹。八月，李存勖遣部將李嗣源援軍抵達幽州城外，突襲並大敗契丹軍，解除幽州之圍，耶律阿保機狼狽逃竄。而這一戰，晉軍斬殺契丹軍以萬計，並繳獲牛羊、輜重無數。
當年李克用臨終前交給李存勖的三隻箭，幽州、契丹兩支已經交還，就剩下後梁這一支了。
自後梁貞明四年（晉天祐十五年、917年）開始，李存勖持續不斷地對後梁展開進攻，而後梁末帝朱友貞也針鋒相對，率梁軍不斷反擊，期間歷經楊劉之戰、胡柳陂之戰、德勝之戰、同州之戰、鎮州之戰、定州之戰，晉、梁兩軍大小數百戰，梁軍敗多勝少，局勢愈發向晉軍方面傾斜。
後梁龍德二年（晉天祐十九年、922年），李存勖先親率五千騎兵北上，在新城（今河北高碑店）、望都大敗南侵的契丹軍，後消滅割據成德的張氏地方勢力，自領成德節度使。河東的實力，已經遠遠超過後梁。
天祐二十年（923年），已經是天下最強的李存勖在魏州接受諸鎮勸進，即位稱帝，改元同光。
對於國號，李存勖沒有沿用「晉」的名號，而表示自己的國家是大唐的延續，直接建國號「唐」，以唐高祖、唐太宗、唐懿宗、唐昭宗四代大唐皇帝為宗廟先主，並加上自己的曾祖朱邪執宜、祖父李國昌、父親李克用，一共七廟，供奉於太廟。這顯示李存勖是以大唐合法繼承人自居的。而後世史書稱沙陀後裔李存勖所建立的政權為「後唐」。
雖然後唐與李唐血脈完全不同，沒有親緣關係，但是後唐統治者都以大唐繼承人自居，在後唐太廟供奉李唐皇帝，世序有所承襲。所以，後唐在某種程度上，可以被看做李唐的一部分延續（至少在後唐太廟裡延續）。
後唐同光元年，後梁龍德三年（923年）六月，氣勢如虹的唐軍一路南下，連破後梁的四路反擊，十月，抵達後梁都城開封。
十月初九日，唐軍一鼓作氣，打破開封，後梁末帝朱友貞絕望中自殺。後梁朱氏終於被纏鬥了四十年的老對手所消滅，而李存勖，也將最後一隻箭，繳還於李克用太廟神主前。
唐乾寧二年（895年），晚唐南方強藩：檢校太傅、同中書門下平章事、弘農郡王、淮南節度使楊行密，在攻打濠州（今安徽鳳陽）的時候，於開元寺偶然遇到一個名叫彭奴的六歲流浪兒。見他相貌端莊，為人伶俐懂事，楊行密十分喜歡，於是拉住他問話。在進一步詢問後得知，小孩子姓李，父親李榮在戰亂中不知所終，母親劉氏也死了，只得由伯父李球帶著，在濠、泗一帶流浪。
楊行密驚詫於小孩兒的對答如流，又喜歡其機靈乖巧，於是將其帶在身邊，準備收為養子，好好栽培。
但是楊行密的兒子們見父親不明不白帶回一個小孩子，還要收其為養子，都很排斥，不能 容納彭奴在楊家，時常欺辱他。楊行密無法，又不想拋棄彭奴，於是把他交給自己的得力助手、淮南大將徐溫代為撫養，徐溫也很喜愛這個小人兒，給他取名徐知誥，當做自己的兒子一樣對待。
徐知誥稍稍長大後，對待徐溫如同親生父親，謙恭有禮，孝藹潤和如同親子。有時候徐溫因為政務瑣事暴躁，遷怒於身邊人，諸子都不敢近身，只有徐知誥不畏難堪，侍奉如故。
徐溫事後問：「你怎麼不怕我發怒責罰？」徐知誥回答：「為人子者，何能因父怒而避之不問，捨棄父母，保全自己，不是作為人子的常情。」既有討好徐溫得意思，也有懷念自己生身父母的感情，於是徐溫更加喜愛徐知誥。
唐天復二年（902年），割據淮南的楊行密被唐昭宗封為東面諸道行營都統、檢校太師、中書令，晉爵弘農郡王，以作為遏制朱溫跋扈的牽制，這就是五代十國中吳國的肇基之始。
楊行密於江南實現割據半獨立，實現由藩鎮向地方政權的過渡，並北拒強敵，南平沿海，開始了唐宋之交，中原政治、經濟、文化中心南漸的先河，所以楊行密被後世尊為「十國功業第一人」。
在楊行密開拓江南同時，作為他心腹重臣的徐溫，也深受重用，先後出任都知兵馬使、右牙(衙)指揮使，逐步掌握大權。
唐天祐二年（905年），吳王楊行密病重，而諸將大都在外，只有左右衙指揮使張顥、徐溫在身邊，於是囑託二人託孤，以延續南吳統序。
十一月，楊行密去世，張顥、徐溫奉遺命迎楊行密長子楊渥繼承淮南節度使、東南諸道行營都統、侍中，繼位弘農王，追尊楊行密為吳武忠王。
楊渥繼位後，寵幸宵小，壓制老臣，又喜好遊樂不理政務，南吳諸將都惴惴不安。唐天祐四年（907年），執掌南吳軍權、又不甘大權旁落的張顥、徐溫發動兵變，消滅楊渥親隨，控制南吳局面。楊渥被軟禁，從此楊氏失去淮南大權。
吳天祐五年（南吳不承認此時已經代唐自立的朱溫後梁，不奉後梁年號，依舊以唐天祐年號紀年、即908年），張顥不顧徐溫反對，執意弒殺軟禁中的楊渥，並想一併除掉徐溫，獨掌南吳大權。徐溫事先得到消息，反而搶先舉兵，擊殺張顥，獲得南吳軍政大權。之後徐溫並擁立楊行密次子楊渥繼位，繼承淮南節度使、東南諸道行營都統、弘農郡王。但楊隆演不過傀儡而已，徐溫才是淮南實際統治者。
徐溫控制南吳後，授養子徐知誥為昇州（今南京）防禦使兼樓船副使。 吳天祐七年（ 910年），徐知誥年滿二十，以昇州副使知州事，開始執掌一地。
此後，在養父徐溫的栽培下，徐知誥逐步升任昇州刺史、潤州團練使、淮南節度行軍副使、內外馬步都軍副使，成為徐溫的得力助手，協助掌握淮南大權。
而南吳楊氏，在徐溫操控下，於天祐十六年（919年）正式獨立建國，楊隆演自號「吳國王」，改元武義，尊楊行密為吳孝武王。徐溫被封為大丞相、都督內外諸軍事、東海郡王。
吳武義二年（920年），二十四歲的楊隆演去世，徐溫又擁立楊行密第四子楊溥繼位，繼續作為傀儡存在。
楊溥繼位後，徐溫以大丞相身份授徐知誥為為左僕射、參知政事兼知內外諸軍事，輔佐自己執掌政事。當時徐溫諸子都不成器，只有養子徐知誥精明能幹，果決幹練，所以被徐溫倚重，視為心腹。
吳順義七年（927年），南吳實際統治者徐溫去世，徐知誥排擠徐溫親子徐知詢，接過養父所遺留的權力，掌握南吳大權，成為吳太尉、中書令、都督中外諸軍事，被封潯陽公，後改封豫章公。
此後徐知誥為提升號召力，奉楊溥稱帝，稱大吳皇帝。自己也在吳大和四年（933年）繼承養父東海郡王爵位。
吳天祚元年（935年），南吳封徐知誥為尚父、太師、大丞相、大元帥、齊王，以升、潤等十州之為齊王藩土。
徐知誥辭退尚父、丞相稱號，但開設大元帥府，設置齊國官員。而同一時期的 閩、吳越、南漢等國，都遣使前來，恭賀齊王就封，並勸徐知誥代吳稱帝。
吳天祚三年（937年），四十八歲的徐知誥受禪稱帝，正式建立齊國，改元升元，尊吳國皇帝楊溥為高尚思玄弘古讓皇帝，遷居潤州，修建丹陽宮以供讓皇帝居住。
為了表示對於養父的尊崇，徐知誥追尊徐溫為齊太祖、諡號忠武皇帝，徐氏族人皆為齊國宗室。
齊升元三年（939年），為了對抗中原沙陀後晉石氏政權，彰顯自己的合法性，徐知誥恢復原本的李姓，改名昪，自稱為唐憲宗李純第八子建王李恪玄孫，將改國號從齊改為唐，後世稱南唐。李昪就是南唐烈祖，也是後世大名鼎鼎的南唐後主李煜祖父。
李昪複姓後，為了向天下宣示統嗣傳承，決定為唐高祖、唐太宗立廟，並追尊名義上的高祖父李恪以下四代為皇帝，以李恪為定宗孝靜皇帝，改齊太祖徐溫為唐義祖，徐氏子弟也沒有除去宗室地位，同樣大加封賞。
但是後世史學家並沒有因為李昪自號李唐後裔而將他所建立的南唐政權歸於李唐的延續，《舊唐書》無李恪後裔所載，《舊五代史》、《新五代史》、《蜀實錄》、《江表志》、《資治通鑑》等諸多史料記載南唐皇帝先輩各有不同，分別有唐玄宗之子永王璘、唐憲宗之子建王李恪、唐嗣薛王李知柔、唐高祖子鄭王李元懿、唐太宗子吳王李恪等諸多說法。
如此混亂的記載，恰恰說明了南唐皇室族譜不明，與李唐毫無瓜葛，冒稱李唐後裔不過只是政治需要，增加自身顯赫光環、藉此提升合法性，在五代混亂的時代背景下，獲取更大利益而已。
唐（大唐）、後唐（沙陀）、南唐（冒稱）的溯源及各自歷史，這裡就敘述完畢。