早在日本大化改新之前的推古天皇三十壹年（623），自唐歸國的日本留學僧惠齊等上書朝廷說，在唐留學生均已學業成就，應予召回，並說：“大唐國者法式備定，珍國也，常須達。”朝廷接受這壹建議，積極準備，於貞觀四年（公元630年、日本舒明天皇二年）派出第壹次遣唐使。此後到開成三年（公元838年、日本承和五年）的二百零八年間，正式的遣唐使計有十二次。乾寧元年（公元894年、日本寬平六年）又準備派遣唐使，出使的主要官員已經任命，而已被任命為遣唐大使的菅原道真上書建議中止派遣，從此遂正式停止遣唐使。從630年至894年，二百六十四年問，除上述正式遣唐使十二次外，任命而未成行的三次，抵達長安的日本使臣，兩次是送唐使臣回國的“送客唐使”，壹次是迎遣唐使歸日本的“迎人唐使”，故總計為十八次。
遣唐使團組織完備，使團官員是正使、副使、判官、錄事（正式外交官員）。使團成員除約占半數的舵師、水手之外，還有知乘船事（船長）、造舶都匠（造船技術負責人）、譯語（翻譯）、主神（掌祭神者）、蔔部（掌確定航行方位、測定風力者）、陰陽師、醫師、畫師、樂師、史生（文書）、船師（航海長）、雜使（雜役）以及船匠、木工、鑄工、鍛工、玉工等各行工匠，其職務類別將近三十種。隨行人員有長期在唐居留的留學生、留學僧和短期入唐將隨同壹使團回國的還學生、還學僧。還有從事保衛的射手。唐初，日本派出的遣唐使團壹般是二百多人，乘船二艘，從八世紀初開始，人數倍增，壹般為四艘船，五六百人。717年派出的遣唐使為557人，733年派出的為594人，838年派出的為651人。其中有的船中途遇難，入唐的也只有少數的主要成員被允許進入長安。
遣唐使的航線從七世紀三十年代到七十年代的四十年間，采取北路，即由難波（今日本大阪）登舟，通過瀨戶內海，從博多（今日本福岡）出發，沿朝鮮半島西岸北行，再沿遼東半島南岸西行，跨過渤海在山東半島登陸，再由陸路西赴洛陽、長安。這條航線大部分是沿海岸航行，比較安全，船只遇難情況較少。以後因新羅滅百濟、高句麗，統壹朝鮮半島，與日本關系壹度緊張，於是遣唐使船在七世紀七十年代到八世紀六十年代這壹百年間，航線改取南島路，即由九州南下，沿南方的種子島、屋久島、奄美諸島，向西北橫跨中國東海，在長江口登陸，再由運河北上。這條航線主要航行於渺茫無際的東海上，靠岸困難，危險較大。北路和南島路航行時間都需三十天左右，甚至更長時間。遣唐使後期，航線改取南路，即由九州西邊的五島列島逕向西南，橫渡東海，在長江口的蘇州、明州壹帶登陸，再由運河北上。航行時間較短，壹般十天左右，甚至只需三天，但風濤之險與南島路基本相同。
古代名畫遣唐使的目的在於學習、吸取唐朝文化，因而對使團人員的選任，特別是正使、副使、判官、錄事等使團四官的選任是非常謹慎的。例如正使除具外交才能外，還須有堂皇的儀表，優雅的風度，及關於中國的知識和禮儀方面的較深修養。如第三次遣唐押使高向玄理曾在隋留學三十五年，後來成了大化改新的最高政治顧問國博士。第十次遣唐副使吉備真備曾留唐十七年。此外任過正使的多治比廣成好文學、詩歌；藤原常嗣遊大學，能“史”“漢”，諳《文選》；未成行的副使小野篁文章無雙，草隸兼精；錄事山上憶良是著名的萬葉歌人。有兩家父子先後被任命為使臣，也是由於具有教養和經驗，利於向唐朝學習。總之，參加遣唐使團的或博於經史，或長於文章，或精於書法，盡皆風度翩翩的飽學之士。就是下層的醫師、工匠、樂師、水手等也都是本行業的佼佼者。
遣唐使在完成外交使命的同時，還擔負著進行文化和貿易活動的任務，他們既是文化使者，又是國家商人。在文化上他們要進行考察、學習和引進，唐帝國則熱情提供方便。如唐玄宗命朝衡陪同遣唐使參觀府庫藏書，又應遣唐使的要求，令四門助教趙玄默去鴻臚寺為其講課“授經”。他們大量采購圖書，吉士長丹等因從唐朝帶回很多書籍和寶物而得到天皇賞賜。使團中技術和藝術人才在唐期間也努力學習，準判官藤原貞敏善彈琵琶，人唐後拜琵琶名手劉二郎為師深造，並與劉二郎之女成親，回日本後，貞敏出任雅樂助和掃部頭，成為日皇宮廷音樂的負貢人。遣唐醫師菅原棍成，在唐期間就教於名醫，回國後任針博士，後來做了禦醫。其他木工、鍛工、鑄工等都是人唐參觀學習該行業最新技藝的。至於正使、副使、判官、錄事等，不少人後來在朝廷中任重要職務，由於他們能不同程度地接近朝廷政治中樞，便能將在唐朝期間學得的知識變通融會於日本各項制度和政治施策中去。總之，遣唐使在學習和引入唐文化方面起著十分積極的作用。遣唐使同時也是貿易代表團，它把日本的大批“國信物”（對唐的贈品）船載以來，又把唐朝的大批“回賜”（對日本的答禮）船載以歸，實質上承擔了唐日之間產品交換的任務，遣唐使帶來珍珠絹、琥珀、瑪瑙、水織絕等貴重禮品，1970年在西安發現的日本“和同開彌”銀幣很可能就是遣唐使帶來的。唐政府回贈高級絲織品、瓷器、樂器、文化典籍等。日本奈良東大寺正倉院保存的唐代珍貴文物中，有壹部分就是遣唐史帶回去的。這樣的贈品和答禮，實際是兩國之間互通有無的貿易。
為吸收中國文化成果，日本選派了不少留學生來唐學習，這些留學生若以學習方式和年限為準，可區分為壹般留學生、請益生和還學生。請益生類似今之進修生或訪問學者，在國內已有所長，入唐求教和深造。還學生亦如此，不過他們是與遣唐使同去同還。他們在史籍上留下姓名的計二十六人，這只是其中的壹小部分。他們被分配到長安國子監，大部進太學學習。壹般留學生學習年限較長，動輒十年二十年，與中國詩人、學者結下深厚友誼；有的參加唐朝科舉考試“及第”而步入仕途。留學生在學習之余，還搜購中國典籍、書畫、樂器、工藝品、文具、衣服甚至武器等，以便歸國時帶回。唐昭宗大順二年（891），據藤原佐世撰《日本國見在書目錄》，日本保存的漢籍計分易、詩、樂……***四十家，壹千五百七十九部壹萬六千七百九十卷。這些漢籍大部分是遣唐使和留學生帶回的。留學生回國後，由日本朝廷安排在教育、醫藥、刑律、藝術等不同部門工作，使他們能發揮自己的學術和技術特長，在日本社會的進步和文化發展上起過相當重要的作用。他們和日本人民群眾壹起，為這個原本落後的島國的迅速發展作出了重大的貢獻，也為加強中日友好作出了歷史貢獻。著名留學生阿倍仲麻呂漢名朝衡或晁衡，十七歲入唐，進國子監的太學學習，成績優秀，通過唐朝的科舉考試，踏上仕途，長期居留中國，擅長詩文，在唐歷任左拾遺、左補闕、光祿大夫兼禦史中丞、衛尉卿兼秘書監、左散騎常侍、安南都護等職。天寶十壹年（752）藤原清河出使長安，朝衡再壹次提出回日申請（第壹次提出在開元二十二年，未獲許可），終於得到玄宗允許。他留戀自己生活多年的中國和中國友人，寫下了“西望懷恩日，東歸感義辰。平生壹寶劍，留贈結交人”的詩句。王維寫了《送秘書晁監還日本國並序》：
積水不可極，安知滄海東。
九州何處遠，萬裏若乘空。
向國唯看日，歸帆但信風。
鰲身映天黑，魚眼射波紅。
鄉樹扶桑外，主人孤島中。
別離方異域，音信若為通。
在詩序中盛贊唐日友好並期待朝衡重返中國。但他乘的船只途中遇風暴，漂流到安南，人皆以為該船已失事，李白寫了《哭晁卿衡》的動人詩句：“日本晁卿辭帝都，征帆壹片繞蓬壺。明月不歸沈碧海，白雲愁色滿蒼梧。”但經歷千難萬險，朝衡又回到長安，終老於唐。在他逝世壹千二百多年後，中日兩國人民分別在西安和奈良為他樹立紀念碑，表彰他為中日友好所做的歷史貢獻。吉備真備二十二歲人唐，在中國留學十七年，研習經史、歷算、陰陽、天文等學科，並攜回大量中國書籍和器物。壹行和尚所造的大衍歷，在吉備真備帶回不久即為日本所采用。他由留學生而任日本遣唐使節歸國後官至左大臣，極力推廣唐代文化，是早期中日交往中有影響的人物之壹。
遣唐留學僧見於文獻的達九十人。他們和留學生壹樣也分為壹般留學僧、請益僧和還學僧。他們在中國巡禮名山，求師問法，帶回大量佛經、佛像、佛具等，同時傳入了與佛教相關聯的繪畫、雕刻等，對促進日本文化的發展起了作用。最澄、空海分別創立了日本的天臺宗和真言宗，並且仿效唐朝，開創了日本佛教在山嶽建寺的風氣。空海回國時帶回壹百八十多部佛經。他除研究佛經外，廣泛吸收中國文化，是成績卓著的文學家、書法家和教育家。由其弟子編成的《性靈集》（十卷），收錄了他的詩賦、表文、碑銘等支學作品，他給最澄的親筆信被稱為《風信帖》，被定為日本國寶。他對中國的文學和文字有深刻的研究，在中日文化交流方面做出了重要貢獻。空海所著《文鏡秘府論》、《篆隸萬象名義》和圓仁留唐十年的日記《入唐求法巡禮行記》，是研究中國和日本的文藝批評、文字學和歷史的重要文獻。
如同阿倍仲麻呂等日本人在唐作官、從事文化和宗教活動壹樣，也有不少唐人在日本作官和從事文化、宗教活動。遣唐使回日，唐朝有時派遣“送使”同去，前後***八次，每次常常數十人。使者完成使命後即應回國，但由於航行艱險，也有不少人居留下來，歸化日本。如沈維嶽、袁晉卿等，見於日本史書的有十八人。沈維嶽被授從五位下，作了美作權椽，袁晉卿敘從五位上，作大學音博士，歷任大學頭、安房守等官職。這些唐人在介紹唐文化和促進日本文化的發展方面都有所貢獻。
唐朝僧人也有隨遣唐使赴日本的，在古代中日文化交流中作出最傑出貢獻的是唐高僧鑒真。
鑒真（688—763）日本常稱為“過海大師”、“唐大和尚”，俗姓淳於，揚州江陽縣（今江蘇揚州）人。其父以經商為生，篤信佛教，曾就揚州大雲寺智滿禪師受戒學禪。家庭對鑒真影響極深，十四歲（壹說十六歲）時隨父入大雲寺朝聖，見佛像而動心，請求出家，父奇其誌而允許，遂就智滿禪師剃發出家為沙彌（初出家的童僧），配住大雲寺，鑒真是其法號。從此開始佛學研究生涯。十八歲受菩薩戒（表明已具備作為僧侶的基本條件），此後青年時期的鑒真曾巡遊東都、長安，遍投名師，潛心鉆研佛教經典。同時對佛教藝術、建築、醫學等苦心鉆研，極富素養。二十壹歲在長安受具足戒（受戒儀式完成即具備僧籍）。在兩京六年切磋，使鑒真成為知識淵博的僧侶。開元元年（713），二十六歲的鑒真自兩京回揚州，定居揚州大明寺（今揚州法靜寺）。其後四十余年間，在江淮壹帶宣講律藏，為俗人剃度傳授戒律先後達四萬余人，其中著名僧侶有二百三十余人，江淮問尊鑒真為授戒大師。同時他主持修崇福寺、奉法寺等大殿，主持建築寺院八十多處，並指導塑造、繪制大量佛像和壁畫，抄寫上千卷佛經，鑒真成為德高望重名揚四海的高僧。
當時，佛教在日本受到封建朝廷的推崇，頗為興盛。但日本佛教戒律不完備。僧人不能按照受戒儀式受戒，壹般都只受過菩薩戒或自誓戒，沒有“三師七證”由十位僧侶證明壹位僧侶僧籍的具足戒。很多人不經壹定手續就“自度”、“私度”作了僧尼，不少農民逃入寺院，剃發為僧以求免稅免租，使封建朝廷失掉納租人；上層僧侶憑借朝廷威勢，為所欲為，腐化墮落。因此建立嚴格的受戒制度，控制憎侶人數的盲目增多，使僧侶遵行應守的清規戒律，抑制違法行為，提高佛學修養，成為整頓日本僧侶制度的急務。
古代名畫開元二十壹年（公元733年、日本天平五年），日僧榮睿、普照隨遣唐使入唐，學習戒律，拜謁名僧，代表日本聖武天皇邀請高僧去日本傳授戒律，天寶元年（742）冬，榮睿、普照至揚州大明寺，頂禮（五體投地用頭去頂尊者的腳，以示尊敬）鑒真足下，具述來意曰：“佛法東流至日本國，雖有其法，而無傳法人。……願和上東遊興化。”眾弟子以日本太遠，滄海茫茫，狂風巨浪，百無壹至，鹹表沈默。鑒真表示為興佛法“何惜身命”？毅然應請，決心東渡，時年五十五歲。弟子祥彥、道杭、恩乇等二十壹人願同心隨去。
鑒真、榮睿、普照、道杭等加緊準備遠航用具、食品等，道杭曾是唐朝宰相李林甫之兄李林宗的家僧，因請李林宗代辦從揚州出發經潞至浙江天臺山國清寺朝聖證件，以便出海後直航日本。因唐代未經政府批準私人不能出國。至於航船，李林宗也寫信給侄子揚州“倉曹”李湊，命其協助。籌備工作正順利進行之時，天寶二年（743）四月突生意外。因道杭說：此去日本，為傳戒法，需德高望重者，高麗僧如海少學，不宜同行！如海怒，至官府誣告道杭勾結海賊，正造船備糧，致使道杭、榮睿、普照等被捕，船只、幹糧被沒收。後雖獲釋但第壹次東渡失敗。
榮睿、普照獲釋後至大明寺準備再次東渡。鑒真以全部積蓄買軍舟壹只，雇水手十八名，備辦海糧、佛經、袈裟，並招聘工匠八十五名。天寶二年（743）十二月，鑒真、榮睿、普照、思乇等壹百余人，同駕壹舟，舉帆東下。由揚州出發，出大運河口入長江，至狼溝浦（今江蘇太倉瀏河口附近的狼港），遇風暴，浪擊舟破，離船登上淺灘，潮水逆湧，水過腰深。時值隆冬，寒風刺骨，冷水浸身，艱辛備至。第二次東渡，未曾遠航，即遭失敗。
鑒真親自組織指揮搶修船只，修復後，壹行人重新登船，開始第三次東渡，出長江口直指日本，不幸到舟山海面船觸暗礁，人雖上岸，但船沈海底，糧水俱盡。壹百余人於荒涼小島上在饑渴寒冷中度過三晝夜，後獲救安置在朗州（今浙江寧波）阿育王寺。第三次東渡又遭失敗。
第三次東渡失敗後，鑒真等暫居明州阿育王寺，巡遊附近諸州講律授戒。越州僧知鑒真欲東渡，告州官曰：“日本僧榮睿誘大和上欲往日本國。”榮睿被捕人獄，病重始獲釋。鑒真以榮睿、普照為求佛法，歷盡艱辛而終不退悔。欽佩其誌向，故東渡弘法決心益堅。天寶三年（744）又準備第四次東渡，遣法進等到福州辦糧買船，擬從福州登船，以避江淮壹帶官府耳目。鑒真率門徒祥彥、榮睿、普照、思乇等三十余人，辭別阿育王寺，開始巡禮佛跡，進入天臺山。朝聖佛跡後，去福建途中，又生意外。鑒真在揚州的弟子靈祜向各寺僧侶說：“我大師和上，發願向日本國，登山涉海，數年艱苦，滄溟萬裏，死生莫測，可***告官，遮令留住。”出於對大師的愛護，眾僧***同署名，向官府呈遞阻止鑒真東渡請求書。江東道采訪使下令追蹤，到黃巖縣禪林寺扣留鑒真壹行。派兵防衛，送回揚州崇福寺。第四次東渡失敗。鑒真呵責靈祜，靈祜日日懺悔，每夜壹立至五更謝罪，連立六十天方得鑒真諒解。
天寶七載（748）春，榮睿、普照從同安郡（今安徽安慶）再來揚州崇福寺，鑒真雖已六十壹高齡，但東渡壯誌不減，決定即行造船備辦百物，壹如天寶二年所備。僧祥彥、榮睿、普照、思讬等壹十四人同行，水手十八人，及其他相隨者***35人。當年六月廿七日自崇福寺出發，出長江口，揚帆出海，開始第五次東渡。為等候順風，在越州界三塔山（今定海海中的小洋山）停住壹月。得好風，發至暑風山（當指舟山島附近）停住壹月。十月十六日，風起出發，突見東南海面出現壹座島山，至日中，島山驟然消失，繼而天色昏暗，陰雲密布狂風突起，巨浪滔天。島山實為積聚之蜃氣，預兆颶風將臨。鑒真壹行，不識氣象，繼續航行，至風暴來臨，已遠離暑風山，無法返航。時風急浪峻，水黑如墨，船飄怒濤間，忽而被湧上高山，忽而被摔人深谷，人皆暈醉，船在大海上漂流，三日過蛇海，蛇長壹丈余，小者五尺余，色暗有白斑，滿泛海上。壹日過飛魚海，白色飛魚，長壹尺許，遮蔽海空。壹日經飛鳥海，鳥大如人，飛集船上，船重欲沈，以手推之，鳥即銜手。船上淡水用盡，每餐由普照發每人生米少許，嚼米，喉幹咽不下，吐不出，飲海水，即腹脹。眾人幹渴欲死。次日，酐南空中雲來覆船上，落雨，人皆以碗盛水，飲之甘美，始解危難。次日又降雨，人皆飽足。如此海上漂流十四天，始在南海中壹島登陸，其地雖當冬十壹月，仍鮮花競艷，樹實竹筍。經四經紀人引道，經三日到振州（今海南島南端崖縣）。此後在地方官迎接護送下，鑒真從海南經雷州半島，繞廣西、廣東、江西而北返。天寶十載（751）返回揚州。第五次東渡又歸失敗。先後有三十六名中日人員犧牲。榮睿幾經囚牢，又遇險漂流，積勞成疾，在端州（今廣東高要）病逝。鑒真哀慟悲切，送喪而去。北逗途中，普照見鑒真長年顛簸，體質日衰，不忍師父晚年再遭苦難，決定忍痛分離，去阿育王寺等待歸國便船。鑒真執普照手，悲泣說：“為傳戒律，發願過海，不到日本國，壯誌不息！”師生分手，無比感念。跟隨鑒真多年的祥彥也不幸逝世。鑒真悲慟萬分，撫遺體連呼“彥！彥！”由於長期艱辛熬煎，又頻輕炎熱，鑒真視力日減，雖經治療，不見成效，終於雙目失明。
經過十二年的努力，鑒真終於在天寶十二載（753）冬，以六十六歲的高齡率弟子二十多入搭乘日本遣唐使團的船東渡，同行弟子中包括尼三人和胡人安如寶、昆侖人軍法力、占婆人善所。鑒真所乘船於次年壹月十七日（日本天平勝寶五年十二月二十日）到達薩摩國川邊郡秋妻屋浦（今鹿兒島縣川邊郡秋目浦），壹個多月後在盛大隆重的歡迎下進入首都奈良，留居著名的東大寺。當年鑒真在奈良東大寺設立戒壇，為日本聖武上皇、皇太後和孝謙天皇授戒。日本僧人在稱為“三師七證”的十位和尚參加下出家受戒，此為日本正規授戒之始。天皇任命鑒真為大僧都，成為日本律宗始祖。在他的親自設計和領導下，奈良修建了唐招提寺。寺中金堂采用三層鬥拱，房脊兩端鴟尾高挺，整個建築簡樸優美，是日本現存天平時代最大最美的建築物，反映了當時唐朝建築技術的最新成就，是研究唐代建築最珍貴的“標本”建築物之壹。唐招提寺的佛像雕塑也是在鑒真主持指導下由他的弟子和日本匠師完成的。傳播了唐朝雕塑藝術幹漆夾聹法，鑒真的弟子塑造的鑒真幹漆夾聹座像是十分傑出的藝術珍品。鑒真攜帶佛經八十四部***三百余卷，大批佛像、佛具，並憑他的精深學識對日本經疏的錯誤壹壹訂正。鑒真雖雙目失明，但憑手摸、鼻嗅、口嘗鑒定了正倉院所藏草藥。唐肅宗寶應二年（公元763年，日本天平寶字七年）鑒真圓寂，安葬於奈良唐招提寺，他被稱為“日本文化的恩人”。他的幹漆夾聹像壹直安放於該寺，被定為日本“國寶”，壹千二百余年來始終受到日本人民的景仰。1980年，日本送這座塑像短期來華，回故鄉揚州探親，又到北京巡展，成為中日友好關系史上的佳話。
通過以上交往，中日兩國的文化交流發展到空前廣泛深入的新階段。先進的唐文化給日本文化以積極、廣泛而深遠的影響。
壹、政治方面，貞觀十九年（645），日本進行大化改新，長期留學中國的高向玄理和僧曼被任命為國博士，參議國家大事。他們參照隋唐的均田制和租庸調制，施行了班田收授法和租庸調制；仿照隋唐的官制，改革了從中央到地方的官制；參考隋唐律令，制訂了《大寶律令》、《養老律令》。
二、教育方面，不少是照搬唐制，天智天皇時期在京都設立大學寮，以後學制逐漸完備，設明經、紀傳、明法、書、算等科，各科均設博士、助教進行講授、教科書為中國儒家經典。由於日本的門閥政治，高官必出權門，因而並未原封不動地接受唐的科舉制度。
三、語言文字方面，日本古代無文字，八世紀前使用漢字作為表達記述的工具，留學生吉備真備和學問僧空海和尚在日本人民利用漢字標音的基礎上，創造了兩套“假名”（即字母），吉備真備采用漢字楷體偏旁造成“片假名”（“片”即“偏”），空海采用漢字草體全字造成“平假名”（“平”即“全”）。這些新體文字的發展，大大推動了日本文化的發展。同時漢文仍被尊重，日文的詞匯和文法也受到漢語的影響。
四、文學方面，唐代豐富多彩的文學被移植到日本並獲得蓬勃發展，尤以唐詩影響最大，上至天皇下至壹般貴族，皆以欣賞和寫作漢詩為時尚。自居易詩尤為日人所喜愛。留學生晁衡、吉備真備、小野篁、橘逸勢等對中國詩文都有很深的造詣。用漢文寫成的《懷鳳藻》、《淩雲集》、《經國集》等文學著作不斷出現。
五、藝術方面，唐朝的音樂、繪畫、雕塑、書法、工藝美術等也紛紛傳入日本。日本吸取唐朝的樂制，並派留學生入唐學習唐樂。日本宮廷請唐樂師教授音樂，唐的樂書、樂器陸續傳入日本。唐朝繪畫給日本繪畫影響極大，日畫家摹繪唐人繪畫的作品稱為“唐繪”，日本高松壕古墓侍女群壁畫與唐章懷太子墓和懿德太子墓侍女壁畫十分相似。鑒真將王羲之父子真跡帶到日本，引起日本學習書法的熱潮，出現了空海、桔逸勢、嵯峨天皇等所謂“能書三筆”。由於學習了唐工藝的先進技術和設計，日本許多手工藝品（家具、食器、文具、樂器等）甚至無法確定是唐制還是日制。
六、科學技術方面，唐朝的先進生產技術、天文歷法、醫學、數學、建築、雕版印刷陸續傳到日本。
七、生活習慣方面，唐人打馬毬、角抵、圍棋等體育活動，先後傳入日本。茶葉傳入日本，興起喝茶之風。唐服傳入日本，為日本人所喜愛，端午節，七月十五盂蘭盆會，九月九日重陽節亦由唐朝傳入日本，中日關系之密切，於此可見壹斑。