Lý Thái Tổ có để lại di chiếu truyền ngôi cho Thái tử Lý Phật Mã. Các hoàng tử của Lý Thái Tổ khá đông và người nào cũng có tài cầm quân. Vì vậy khi Vua vừa mất, 3 trong số các hoàng tử đã đem quân đến vây thành để tranh ngôi Thiên tử. Nhờ sự giúp sức của quan nội thị Lý Nhân Nghĩa, Lý Phật Mã vào cung an toàn (Lý Công Uẩn để Thái tử sống bên ngoài cung) và lên ngôi Hoàng đế. Đại Việt Sử ký Toàn thư có chép, khi nghe tin các hoàng tử em làm phản, Thái tử Lý Phật Mã đã nói: “Ta lấy làm xấu hổ là Tiên đế mới mất chưa quàn mà anh em đã giết lẫn nhau, há chẳng để cho muôn đời chê cười sao?”

Phật Mã lên ngôi, lấy niên hiệu là Thiên Thành. Qua sự việc các hoàng tử mưu phản, vua Lý Thái Tông nghĩ ngay đến việc phải có một hình thức tâm linh để thu phục lòng người, cố kết nhân tâm. Vua cho dựng miếu thờ Thần Đồng Cổ ở bên hữu thành Đại La, sau chùa Thánh Thọ. Sau đó lập đàn trong miếu và đọc lời thề: “Làm con phải hiếu, làm tôi phải trung, ai bất hiếu, bất trung xin Thần trừng phạt”. Các quan lần lượt từ cửa đông đi vào, đến trước thần vị cùng uống máu ăn thề. Từ đó, thành lệ, hằng năm vào dịp đầu xuân, vua quan nhà Lý đều phải dự Hội thề đền Đồng Cổ.

Lý Thái Tông cũng là người ban bố bộ luật Hình thư – bộ luật thành văn đầu tiên ở nước ta. Về việc này, sử sách còn ghi rõ: “Trước kia việc kiện tụng trong nước phiền nhiễu, quan lại giữ luật pháp câu nệ luật văn, cốt làm cho khắc nghiệt, thậm chí có người bị oan uổng quá đáng. Vua lấy làm thương xót, sai trung thư san định luật lệnh, châm chước cho thích dụng với thời thế, chia ra môn loại, biến thành điều khoản, làm thành sách Hình thư của một triều đại, để cho người xem dễ hiểu. Sách làm xong, xuống chiếu ban hành, dân lấy làm tiện. Đến đây phép xử án được bằng thẳng rõ ràng, cho nên mới đổi niên hiệu là Minh Đạo và đúc tiền Minh Đạo”.

Suốt 27 năm ở ngôi, khi mất chưa đến 60 tuổi, Lý Thái Tông thân chinh cầm quân nhiều lần. Năm 33 tuổi, ông đánh châu Định Nguyên, năm 35 tuổi đánh châu Ái, năm 39 tuổi đánh Nùng Tồn Phúc, năm 42 tuổi đánh Nùng Trí Cao, năm 44 tuổi vào tận phía Nam đánh Chiêm Thành...

Ngoài việc cầm quân, Lý Thái Tông còn là người yêu thơ văn, tinh thông Phật pháp. Ông làm thơ mà nổi tiếng nhất là bài thơ ngũ ngôn “Tăn tì -i- đa -lưu-chi thiền sư”. Về ngôi chùa Một Cột-một biểu tượng của kiến trúc thời Lý, theo sử sách chép lại, đã được xây dựng bằng ý tưởng của vua Lý Thái Tông. Nhà vua nằm mộng thấy Phật Bà Quan Âm ngồi trên toà sen... Sau đó, vua cho dựng cột, làm toà sen đặt lên đúng như trong mộng. Ngôi chùa Một Cột lúc ấy được lấy tên là chùa Diên Hựu...

Sử sách còn chép rằng: năm vua 38 tuổi, mùa xuân, tháng hai ông ra cửa Bồ Hải cày ruộng khai lễ Tịch Điền. Vua thân tế Thần Nông, tế xong tự cầm cày xuống ruộng. Các quan có người can: Đó là việc của nông phu, Bệ hạ cần gì làm thế? Vua đã nói: “Trẫm không tự cày thì lấy gì làm xôi cúng, lại lấy gì cho thiên hạ noi theo”...

Có một chi tiết thật thú vị mà nói theo ngôn ngữ thời nay là gần 1000 năm trước, vua Lý Thái Tông đã chủ trương “Người Việt dùng hàng Việt”. Năm 1040, ngay sau khi vua dạy cho cung nữ tự dệt được gấm vóc, vua đã “xuống chiếu phát hết gấm vóc của nước Tống ở trong kho để may áo ban cho các quan, từ ngũ phẩm trở lên thì áo bào bằng gấm, từ cửu phẩm trở lên thì áo bào bằng vóc”. Phát hết như vậy, để trong kho không còn vải ngoại nữa nên từ đó chỉ dùng vải của nước mình. Thật là một vị vua đầy ý chí tự cường!