唐宣宗勤於政事，孜孜求治。先是用極短的時間將武宗時重臣李德裕清除出廟堂，遠調荊南節度使，這樣的雷霆手段甚至使李德裕的政敵牛僧孺都感到措手不及，之後大加起用重視科舉出身的牛黨成員(宣宗本人極其重視科舉)，不但一舉消滅了爲患帝國長達半個世紀的“牛李黨爭”。武宗時曾經在全國範圍內大舉滅佛，在宣宗朝也得到了適當的恢復。他以犧牲政府奪取寺院經濟之利，爭取信仰佛教的朝臣以及廣大民衆的支持，從而建立他的政治基礎。厚實的政治基礎，使他得以用自己的意志，來刷新政治。
唐宣宗即位後，決定宰相的人選，首先想到的是白居易，但下詔時，白居易已去世八個月了。於是，唐宣宗寫下《吊白居易》，深表懷念之情。唐宣宗是愛才的，愛的就是白居易這樣的傑出人才。白居易不僅有文才，而且有從政之才。他在野時撰寫詩文，才華出衆;從政時頗有業績，光彩照人。
爲政方面，唐宣宗努力仿效唐太宗，以“至亂未嘗不任不肖，至治未嘗不任忠賢”爲座右銘。朝政之餘，唐宣宗非常喜歡讀《貞觀政要》。他將《貞觀政要》書於屏風之上，每每正色拱手拜讀。他重新整頓吏治，並且限制皇親和宦官。他把死於甘露之變中的除鄭李之外的百官全部昭雪，也曾經想根除宦官，但鑑於甘露之變的前車之鑑，未能有所行動。宣宗勤儉治國、體貼百姓、減少賦稅，注重人才選拔，階級矛盾有所緩和，百姓日漸富裕，使十分腐敗的唐朝呈現出“中興”的小康局面，史稱大中之治。
鑑於前朝晉升高官太濫的弊端，唐宣宗對高官的人數予以嚴格控制。官員各以品級授服色，自唐高宗上元以後規定，三品以上服紫，四品服深啡，五品服淺啡，六品服深綠，七品服淺綠，八品服綠，九品服探青，流外官及庶人服黃。時以紫、啡爲高官，所謂的賜紫賜緯即爲升高官。唐宣宗極爲珍惜紫、啡，侍從官常備紫、啡二色服相隨，然有時半年未賞出一件。他授官爵的原則是，不到規定時間的不授，沒有政績的不授，換言之，也就是不以個人好感相授，不以親近相授。
他曾胃口不佳，苦幹飲食。醫人樑新爲他治了數日，有了明顯的好轉。樑新以功求宮，然被一口拒絕，僅賞賜了錢財。他授官不僅依據有關機構的報告，且注重自己的調查。他外出打獵，聽徑陽樵夫說當地縣令李行言不畏軍人威脅，將數名強盜繩之以法，回宮後即授以紫服。他又聽酸泉父老說其縣令李君爽有惠政，親手簽了任命書，授爲懷州刺史。
相反，對那些魚肉百姓、作威作福的官員，不論職位高低，一經發現，必予以制裁。有個奉旨出外辦事的使者，途經砍石(今河南三門峽東南)，投宿驛站，見所食之餅黑，竟鞭打釋吏出血。陝貌觀察使高少逸，將此餅進呈唐宣宗。待使者回朝，唐宣宗斥責道：“砍石爲深山所圍，此餅豈是容易得來!”遂將這使者發配到恭陵(唐高宗、武則天長子李弘之陵)去守陵。淮南大飢，民衆大批流亡，帶宰相銜的節度使杜棕卻不理政事，荒於遊宴。考慮杜棕有較高的德望，唐宣宗將他調爲虛職，換人替代其職。
唐宣宗對親屬也不姑息。其舅鄭光爲節度使，唐宣宗與鄭光討論爲政之道;鄭光應對鄙淺，宣宗不悅，鄭光終不復任民官。
唐宣宗最重視的是地方最高長官刺史，他認爲整個帝國由各個地方所拼而成，這些父母官的政績，直接關係到民心向背。他規定刺史人選被確定後，不準直接去上任，必須到京師來接受他的當面考察，以定可否。他對此的解釋是：“朕以刺史多不得其人，而爲害百姓，故要一一面見，詢問其如何施政，以此瞭解其優劣，再確定是否可以任命。”
對外關係上，唐宣宗還趁吐蕃、回紇衰微，派兵收復了湟河之地，平定了吐蕃，“收三州七關，平江嶺以南”，打通了絲綢之路。這是安史之亂後，唐對吐蕃的唯一一次軍事上的勝利。
此後，孤懸於外的沙州(今敦煌)軍民，在張義潮的帶領下，驅逐了吐蕃守軍，收復了沙州。他在被唐宣宗任命爲沙州防禦使後，又收復了瓜(今甘肅安西)、伊(新疆哈密)、西(新疆吐魯番)等十州。由此，唐朝重新取得了對河西走廊的控制權，在沙州設置歸義軍，張議潮升爲節度使。
唐宣宗興奮地說：“憲宗常有志收復河、迫地區，然忙於中原用兵，事遂未成。朕竟其遺志，足以告慰父皇在天之靈!”
