永樂八年二月，朱棣親率50萬人出征，太子留守南京，皇長孫留守北京。五月，發現了韃靼部本雅失裡的位置。朱棣命每人自帶20日糧食，率輕騎疾馳。在成吉思汗興起的斡(wo)難河與本雅失裡遭遇，雙方大戰，最終本雅失裡敗逃。回師途中又遭遇阿魯台部，激戰數日，阿魯台戰敗逃遁。朱棣估計敵人可能貪圖輜重，必會前來劫掠，便設下埋伏。明軍班師時，果然有人來襲。霎時伏兵四起，敵人潰逃，被俘有幾十人。朱棣第一次親征大獲全勝，韃靼部的勢力被削弱了。
隨著韃靼部的衰敗，瓦剌部強盛起來，時常騷擾邊境。永樂十二年，朱棣決定第二次親征，並讓皇太孫隨行。六月七日，在忽蘭忽失溫遇到瓦剌的主力部隊。這場戰鬥十分慘烈，雙方損失相當，直到傍晚敵人才敗走。
十三陵石牌坊永樂二十年、二十一年、二十二年，朱棣又三次親征蒙古。
朱棣五次對蒙古用兵，目的在保證邊境的安寧，國內的安定。然而在第五次親征的歸途中，朱棣身體不適。到了榆木川，朱棣突然病逝，享年65歲。朱棣是一位馬上天子，他的江山得於馬上，也死在了行軍的途中。但是同時，他又是一位重視文化的皇帝，其功績不遜於歷代名君，因而死後被謚為"文皇帝"。
朱棣君臨天下之後，尊儒納士，編纂了舉世聞名的《永樂大典》，遷都北京，疏通了大運河，派遣鄭和六下西洋……這些成就，足以令成祖傲視古今。
三千文士修大典。永樂元年七月，朱棣下詔編纂一部類書。他雄心勃勃，想要永樂大典
將中國古代典籍盡量收集齊全，特命大才子解縉負責，要求"毋厭浩繁"，盡量收羅。第二年十一月，解縉將編纂好的圖書進呈天子。朱棣很高興，賜名《文獻大成》，賞賜解縉等147位有功人員。
然而不久，朱棣發現這與他的要求相差很大，主要是還有許多典籍未能收錄。於是朱棣決定重新編修，並任命靖難功臣姚廣孝以及刑部侍郎劉季篪和解縉總其事，前後參與者近3000人，可謂人才薈萃、人文盛事。朱棣對這件事非常重視，命在文淵閣開館修書，由光祿寺供給朝夕膳食。他看到文淵閣中的書籍尚不完備，命禮部選派通曉典籍的官吏四出購求典籍，"書籍不可較價值，惟其所欲與之，庶奇書可得"。正是在朱棣的關注和支持下，3年之間，大典得以編纂完成。
永樂五年十一月，大功告成，姚廣孝等人將《永樂大典》進呈朱棣。《永樂大典》有22877卷，又凡例、目錄60卷，全書分裝為11095冊，引書達七八千種，字數約有三億七千多萬，是我國歷史上最大的類書，內容包羅了經、史、子、集、百家、天文、地誌、陰陽、醫、卜、僧、道、戲劇、小說、技藝諸項。此前的類書，如唐代的《藝文類聚》只有100卷，北宋的《太平御覽》和《冊府元龜》都各有1000卷。《永樂永樂刻本大典》的規模之大，確實是歷史上無與倫比。《永樂大典》另一個顯著的特點就是照錄原文，未作刪改。這種做法保持了書籍的原貌，具有很高的學術價值。
永樂朝《永樂大典》只有一部正本，存放在南京的文淵閣，後於永樂十九年運到北京。朱棣曾經打算將《永樂大典》付印，只是在當時的條件下，實在是艱難之至，不得已放棄了。嘉靖四十一年，皇宮三大殿失火，幸運的是由於搶救及時，《永樂大典》竟然奇跡般的倖免於難。有了這樣的教訓，世宗意識到光有一部正本太危險了，遂命108個書生抄寫大典。這些人每日人抄3頁，歷時6年之久，才抄成一部副本，藏於皇史■。只可惜正本在明末不知去向，多半是毀於兵火。副本到了乾隆時期只有9000餘冊，少了近3000冊。後來被儒臣們私自盜去了不少，剩下的在清末時不是被燒了就是被掠往國外，至今偶爾會在一些拍賣會上發現《永樂大典》的蹤影。據估計，存世的《永樂大典》約800冊，只是原來的3%左右。建國以後，中華書局曾將《永樂大典》存世殘本予以影印出版。
三寶太監下西洋。鄭和，回族，本姓馬，小名三保，人稱三寶太監。他在洪武年間成為明軍俘虜，入燕王藩邸為宦官，成為朱棣的親信。從永樂三年開始南京鄭和府後花園遺址，到宣德六年，鄭和曾經七下西洋，其中有六次是在永樂朝。鄭和因此成為中國歷史上著名的航海家，也是西方公認的"世界十大航海家"中惟一的中國人。
朱棣為何讓鄭和六下西洋呢？按照《明史》中的說法是"成祖疑惠帝亡海外，欲蹤跡之，且欲耀兵異域，示中國富強。永樂三年六月命和及其儕王景弘等通使西洋"。目的有二：一是尋找建文帝蹤跡；二是向海外諸國顯示大明王朝的繁榮富強。
鄭和造大銅鐘永樂三年，鄭和由蘇州劉家港出發，浩浩蕩蕩出使南海以西諸國，最遠到達印度半島的古裡國，勒石為記，於永樂五年才返回。成祖似乎對鄭和的第一次出航非常滿意，在他回朝的第三天就命工匠改造249艘海運船，以備鄭和下次使用。
隨後，鄭和分別在永樂五年、七年、十一年、十五年、十九年，以及宣德六年六次出使西洋，到達過今天的越南、柬埔寨、泰國、馬六甲、馬來西亞、印度、馬爾代夫等南亞國家和地區，最遠到過阿拉伯半島和非洲東海岸的一些國家。
鄭和下西洋，集中展示了中國人民的航海水平，是航海史上的壯舉，比哥倫布、麥哲倫等人早約一個世紀；加深了與這些國家的友好往來，開拓了海上絲綢之路。2005年恰巧是鄭和首次下西洋的600週年，他所創造的航海奇跡將永遠彪炳史冊，為世人所敬仰。
三年修得北京城。朱元璋雖然有過猶豫，但最終以南京為京師。朱棣則長期生活在北平，視北平為龍興之地。即位之初，他仍以南京為京師，但對北平感情很深，因此永樂元年正月，禮部尚書李至剛建議將北平升為陪都，朱棣非常高興，改北平為北京，稱行在。
朱棣剛剛用武力奪得皇位，擔心人心不穩，並沒有立即提出遷都，而是逐步逐項解決遷都的明清北京內城中軸線示意圖外圍問題。永樂元年，設置了北京留守行後軍都督府、北京行部、北京國子監等衙門，為向北京運糧重開海運，遷徙他處富民到北京。因為海運風險較大，朱棣又於永樂二年下令疏通運河。永樂四年，他下詔修建北京宮殿，從四川、湖廣、江西、浙江、山西等地採集木材。不過這次並沒有提出遷都，而是以準備北巡的名義。
真正表明朱棣遷都決心的是在永樂七年。這一年，朱棣巡幸北京。這次巡幸，朱棣在自己身邊設置了行在六部、都察院，與南京各自形成一套系統。另一件事更可以彰顯他的心跡，即為徐皇后在北京選建陵寢。徐皇后於永樂五年病逝。對於這位與他同甘共營建紫禁城所用斗尺苦、患難與共的徐皇后，朱棣並沒有把她安葬在南京，而是在北京昌平為她建造陵寢，也就是後來他也下葬的長陵。細細品味，就會發現朱棣已經決計要回到他興起的地方。
經過十幾年的經營，北京的經濟得到了繁榮，疏通的運河保證了糧食的運輸，北京周邊的軍事防禦力量也得到了加強等，這些前期措施使得遷都北京水到渠成。永樂十四年十一月，朱棣公佈了遷都的想法，自然得到了朝臣的一致擁護。永樂十五年開始大規模營建北京，至十八年基本完工，前後用了三年多的時間，永樂十九年正式遷都北京。
然而事情並非一帆風順。永樂十九年四月初八日，北京新宮中的奉天、謹身、華蓋三大殿遭雷擊起火，化為灰燼。朱棣以為是上天示警，下詔求直言反省。其實許多大臣家在南方，本來就不願意遷都，因此借此事交相上疏反對遷都。朱棣很不滿，甚至殺死了言辭激烈的蕭儀。反對遷都的大臣不再敢指責皇帝，轉而攻擊那些擁護遷都的大臣。