大友皇子虽非失道，却极寡助，接战后节节败退。最终双方在京城附近的濑田川展开决战，只见到处都是打着红旗、围着红袖标的大海人侧的军队，鼓声震天，矢下如雨，大友侧军队很快就被击溃了。大友皇子自缢而死，五位顾命重臣自裁其一，旋即被处死一人、流放二人、赦免一人。大海人皇子得意洋洋地进入已经变成一片残垣瓦砾的京城。
大海人皇子下令在大和营建新的都城和宫殿，是为飞鸟净御原宫。次年〔673年〕二月，他正式登基，史称天武天皇，立菟野皇女为皇后。大友皇子因为战败自杀，被废除了天皇名号，直到一千两百余年后的明治时期，才追谥其为弘文天皇。
估计在天武天皇时代，倭国在对外交往的时候，开始正式称自己为“日本”。《旧唐书》中说：“日本国者，倭国之别种也。以其国在日边，故以日本为名。或曰：倭国自恶其名不雅，改为日本。或云：日本旧小国，并倭国之地。其人入朝者，多自矜大，不以实对，故中国疑焉。”《新唐书》将此事记载于“咸亨元年，〔倭国〕遣使贺平高丽”之后，唐高宗咸亨元年是公元679年，也即天智天皇去世的前一年。
天武天皇在位十三年，巩固并推进了大化改新的成果，他首先重新设定中央贵族和地方豪族的氏姓等级，分为八种，即：真人、朝臣、宿祢、忌寸、道师、臣、连和稻置八种，同时下诏，废除天智天皇时代所恢复的氏上私有部民制度，并将赐予诸王、诸臣和寺院的“山泽岛浦、林野池湖”全部收归国有。为了加强天皇集权，天武天皇甚至多年不任命大臣，别说太政大臣了，连左大臣、右大臣和內大臣也全不任命，地方国司等官员也大都委以中下等氏姓。
天武天皇十年〔681年，以天智天皇去世的次年也即天武天皇正式登基的前一年为元年〕二月，开始编纂《飞鸟净御原律令》，这是日本历史上第二部成文法典。同月，立草壁皇子为东宫。
草壁皇子是菟野皇后之子，不仅能力平平，并且体弱多病。其实贵族们所仰望的皇子是大津皇子，其母大田皇女是菟野皇后的姐姐，两人并为天智天皇的同母姐妹，也就是说，是天武天皇的异母姐妹。然而菟野皇后当年带着儿子跟随丈夫在吉野山中流浪，同甘共苦，最为得宠，得以受封皇后，草壁皇子当然也就子以母贵了。
做事果断的天武天皇在继承人问题上却犹豫不决，就在封草壁皇子为东宫的两年后，他又允许大津皇子参与朝政，无疑掀起了新的类似大海人和大友之间的派系斗争。不过好在草壁皇子有个心狠手辣的母亲，朱鸟元年〔686年七月二十日新设年号〕九月，天武天皇驾崩，尸骨未寒，菟野皇后就临朝称制，然后诬陷大津皇子谋反，将其及其同党30余人悉数逮捕。十月，大津皇子被迫自杀，写下辞世诗一首：“金鸟临西舍，鼓声催短命，泉路无宾主，此夕离家行。”
●《大宝律令》的颁布
天武天皇的灵柩一直停了两年零三个月，直到菟野皇后利用种种手段把朝臣都掌控到自己手里了，才于688年十一月正式安葬其夫。皇后费尽心机，清除了草壁皇子登基的种种障碍，才刚松了一口气，可惜草壁皇子身体太差，还没来得及戴上至尊之冠，就在次年四月呜呼哀哉了。草壁皇子的儿子轻皇子时年七岁，不堪继承大统，菟野皇后没有办法，只好于690年四月自己坐上了天皇宝座——为她的亲孙子先占着地方。
菟野皇后就是持统女帝，她在位期间，重用高市皇子和丹比真人岛，继续丈夫未竟的改革事业，689年颁布了22卷的《飞鸟净御原令》。她还颇有文化，善吟汉诗，京都附近因此产生了模仿唐风、以佛教为主要内容的“白凤文化”。
697年二月，立十五岁的轻皇子为东宫，当年八月，持统女帝让位给轻皇子，就是文武天皇。文武天皇五年〔701年〕三月，定年号为“大宝”，年号制度从此确定下来。当年就是大宝元年[奇+书+网]，八月份完成了《大宝律令》的编纂，次年十月分发诸国，全面实施。
《大宝律令》是日本律令制法典的重要代表之一，它分为律6卷和令11卷，律大致相当于刑法，令则是民、诉讼、行政诸法的统合，其基础为唐律，结合日本实际情况作了修订和增补。这份律令的领导编纂者是刑部亲王，但主要动手的则是藤原不比等、粟田真人、下毛野古麻吕等十八人，大多是遣唐使或大陆移民的后裔。
藤原不比等是中臣镰足之子，可以说是庞大的藤原家族的开山始祖。不比等年仅十岁，老爹镰足就去世了，可以说少年失怙，藤原家族交到他手上的时候，不过只有煊赫的名声而已。但他自小勤奋好学，加上天武、持统二帝感念中臣镰足之功，对其关怀有加，689年，任其为判事职，使其正式开始了辉煌的政治生涯。
草壁皇子也和藤原不比等交好，临终前授以佩刀，要他竭诚辅佐自己的儿子轻皇子，也就是后来的文武天皇。在文武朝，不比等升任正三位大纳言，其后又升任第二位右大臣，接近了人臣的顶峰。
日本中世官制在《大宝律令》中成型，中央官模仿唐朝的三省六部制，设置二官八省一台和五卫府。二官为主管祭祀的神祗官及最高行政机关太政官，太政主官为太政大臣，辅官为左、右和内大臣，其下还有大、中、少三级纳言等官，统辖中务、式部、治部、民部、刑部、大藏、宫内八省；一台为司监察的弹正台；五卫府指警卫宫廷的卫门府、左右卫士府和左右兵卫府。最初正一位太政大臣仅授予皇族，并且经常由东宫兼任，总摄朝政，作为人臣，最高是左大臣，其次为右大臣，都为正二位——相当于我国的正二品官衔。
因为日本的官员品级也模仿中国，设一到九位，每位分正、从两级（九位则分大初位和小初位），三位以下各级还分上、下（中国的九品制，是五品以下分上、下）。四位以上（含）官员可以参加朝议，称殿上人，四位以下则称殿下人。
《大宝律令》再度确定班田制，为了便于实施，也模仿唐朝建立户籍制度。不过唐朝一户平均为四到五人，是真正意义上的家庭，而日本的户也称为“乡户”，平均在二十人上下，不仅数辈同居，甚至引入相当多不具有血缘关系的成员，好象一个个小的“氏”或者“部”，这也是奴隶制残余仍广泛存在的重要证据。
《大宝律令》还规定了全国的军事机构，中央设五卫府，地方上由各国国司掌控数个军团，此外在九州设太宰府管辖下的防人司，以防外国入侵，陆奥设镇守府，防备虾夷——所谓虾夷，一说即指阿伊努人，是东北部地区的土著居民，另说是开化较晚的大和族的一个分支。
《大宝律令》规定了新的身份制度，全部日本人都被划分为良民和贱民两个等级。所谓良民，也称公民，包括皇族、贵族和广大自由平民，也包括半自由的农奴；而贱民则指改新以后仍未被解放的奴隶，包括世代守卫皇陵者，以及公私奴婢，等等。法律不允许良民和贱民通婚，一旦通婚生下子女，也都归为贱民一列。
文武天皇以《大宝律令》而著名，但他的统治时期却并不长，大宝二年〔702年〕，上皇〔指退位的天皇〕持统女帝去世，5年后文武天皇也咽了气。文武天皇的儿子首皇子年仅七岁——和他老爹丧父时候一般大——于是天皇的母亲，也就是草壁皇子的皇妃阿闭〔原字为门中一个下字〕皇女登基，改元和铜，是为元明女帝。有了持统女帝的先例，皇子年幼，由其母或祖母暂代为天皇，似乎已是顺理成章之事。
元明女帝继位后即下诏营建新的都城，地址选在大和北部的奈良地区，建设式样完全模仿唐都长安。和铜三年〔710年〕正式迁都，名平城京，号称“小长安”。这座都城东西约4.2公里，南北约4.8公里，居中铺设了南北向的宽阔的朱雀大街，将城市分为左京和右京两部分，每部分东西分为四块，每块又由九条大路隔开，形成数十个“坊”，布局相当规整。都城北部正中设有所谓“内里”，也即是皇宫。
迁都平城京以后，日本就此迈入了“奈良时代”，这是一个彻底崇尚唐风，无时无处不模仿和学习大陆文化的时代。
●奈良朝和天平文化
世传圣德太子的画像，头戴乌纱襆头，帽翅曲折上结，身穿圆领长袍，腰横玉带，佩着直身双刃的长剑，足登“乌皮履”，手捧笏板，无论从哪个方面去观察，都象极了一位唐朝官僚，而不象是个日本人。然而这正是奈良时代日本官员的普遍装束，他们穿唐装、写汉字、读汉书、作唐诗，完全沉迷于西方传来的大陆文化中而不能自拔。
然而其实这个时候，日本还不算是彻底统一的。大化改新以后，大和朝廷将所辖领土划分为五畿七道，所谓“五畿”，是指统治中心的五个国〔大和、河内、山城、摄津、和泉〕，所谓“七道”，是指东山道、东海道、北陆道、山阴道、山阳道、南海道和西海道，每道下辖数国。然而一直到奈良初期，东山道的最东北端和西海道的最南端，都还没有被统一。
东北地区大部分领土仍掌握在土著虾夷族手里，对此，奈良朝廷多次派兵东征，还修建道路，从东海、东山、北陆等道强迫移民到东北地区垦荒，与虾夷族争夺土地。