Đường Thái Tông tên thật là Lý Thế Dân (李世民), là con trai thứ hai của Đường Cao Tổ Lý Uyên, khi ấy giữ tước vị là Đường quốc công, vị hoàng đế khai quốc Nhà Đường. Họ Lý của ông khi ấy vốn là hậu duệ của người Tiên Ti. Mẹ ông là Thái Mục hoàng hậu Đậu thị, con gái của Đậu Nghị (窦毅) với Tương Dương Trưởng công chúa (襄阳长公主), con gái của Bắc Chu Văn Đế Vũ Văn Thái. Tên của ông có nghĩa là Tế thế an dân. Đậu hoàng hậu sinh được 4 trai và 1 gái, theo thứ tự lớn nhất thì: Lý Kiến Thành, Bình Dương Chiêu công chúa, Lý Thế Dân, Lý Nguyên Bá (李玄霸) và Lý Nguyên Cát.

Lý Thế Dân từ thuở nhỏ đã hiển lộ tài hoa, rất giỏi võ nghệ, có tài cầm quân, sử dụng binh pháp, lại rất can đảm, không nề những việc nguy hiểm nhất, khi tấn công thì như vũ bão. Khi mới 18 tuổi, ông đã nắm binh quyền trong tay, thu phục được nhiều tướng tài, tận tâm như Lý Tĩnh, Uất Trì Kính Đức, Tần Thúc Bảo. Một quan chức nhà Tùy là Cao Sĩ Liêm (高士廉) đã gả cháu gái mình là Trưởng Tôn thị cho ông, khi đó ông 14 tuổi còn bà mới 12. Ông còn có năng khiếu về nghệ thuật, đặc biệt về thư pháp và đánh đàn, thư pháp của ông luôn học tập theo Vương Hi Chi.

Năm 615, Tùy Dạng Đế bị quân Đột Quyết vây ở Nhạn Môn Quan, nhà vua hạ chiếu cần vương, kêu gọi quân mã các trấn đến cứu giá. Lý Thế Dân cũng tham gia và đã hiển lộ tài cầm quân xuất chúng khi đánh lui một nhánh quân Đột Quyết.

Năm 616, ông theo cha đến trấn thủ Thái Nguyên, bắt đầu xây dựng lực lượng của mình và đã chiêu mộ được các nhân tài như Phòng Huyền Linh, Đỗ Như Hối, Hầu Quân Tập, Trưởng Tôn Vô Kỵ.