隋唐时期，随着地理学的发展，地名研究亦相应地深入与提高了。当时除《隋书·地理志》、《旧唐书·地理志》、《新唐书·地理志》外，还出现了不少记录有大量地名的全国总地志、地方图经志书和地图。可惜受那时印刷条件的限制，保存下来的为数甚少。其中隋代有郎茂撰100卷的《隋州郡图经》和崔赜〔ze责〕等撰1200卷的《隋区宇图志》。很可惜，两书均已散佚。据《汉唐地理书钞》辑录，两书均含有对地名渊源和地名沿革的说明。如前书解释雁门县枣户城和金陵古冶城说：
雁门县有枣户城，初筑此城，以地多枣树为名；
金陵有古冶城，本吴铸冶地也。
唐代《括地志》和《元和郡县图志》也是全国性总地志。《括地志》是唐初魏王李泰编纂，共555卷，成书于贞观十六年(公元642年)，可惜仅存辑本。《元和郡县图志》是中唐当朝宰相李吉甫撰，共42卷，成书于元和八年(公元813年)。因该书除志文外，附有不少地图，故称作图志，在流传过程中地图佚失(志文亦佚数卷)，故后世学者称其为《元和郡县志》。
从这两部著作及同时期的其他一些舆地书的内容来看，唐代地名研究又出现了新的进展，主要表现在以下几个方面：
(1)地名解释的数量增加《汉书·地理志》共收录地名4500多个，从各个不同角度作解释，包括地名渊源解释的共778个，只占21.7%；而《括地志》(辑本)收录地名2240多个，从各个不同方面作解释的达100%；《元和郡县志》(残本)收录地名4371个，从各个不同方面作解释的地名占95%以上。其中最突出的特点是对地名语源和语义解释的增加。
(2)地名解释内容扩展作为全国性地志，两书对地名的解释，取材丰富，均兼具地名学与地志学两个方面的内容。单就地名学方面来说，从《汉书·地理志》到《元和郡县志》，在地名解释上，由不录地名的别名到记录别名，这当然是地名研究的一个进步，也是地名解释内容的扩展。
(3)地名渊源的记录与总结在归纳和总结地名渊源的类别方面，《汉书·地理志》仅有7类，《水经注》24类，《元和郡县志》则已达到27类。如《元和郡县志》释咸阳：
山南曰阳，水北曰阳，县在北山之南，渭水之北，故曰咸阳。
《括地志》释绛县乾河：
其水冬干夏流，故曰乾河。
咸阳与乾河两地名均具有语源和语义双重渊源。
(4)地名读音和书写的规范化地名读音与书写的规范化，是两书对《水经注》的深入与发展。如地名的读音，汉代征县，“后人误为澄县”。《元和郡县志》指出，“韦昭云，‘征，音惩’，征、澄同声”。又汉代有略畔道，唐置乐蟠县，《元和郡县志》则指出，“按略畔，乐蟠，皆指此城，方言讹舛，故不同耳”。关于地名的书写，唐置围川县，“取今县南湋川水为名”，《元和郡县志》则进一步指出“围”字来源，“湋，近代讹作围。”《括地志》指出，“鄠〔hu户〕县，本夏之扈国也”，这种古今地名之不同也是地名书写讹误的结果。指出地名因读音与书写不同，容易造成地名的混乱，这本身就是地名读音和书写的规范化工作。
在失传的书中，有些重要内容常被其他书所引用而被保存下来。有人将这些引文再搜集排比成册，仍用原来的书名，这叫做辑佚工作。例如清人王谟所辑的《隋州郡图经》，孙星衍所辑的《括地志》都是佳本。我们今天赞美宁夏的银川平原为“塞上江南”，以为这是近代的事，可是根据《隋州郡图经》的记载，北周和江南的陈国大战于徐州，俘虏南兵10多万，将一部分江南的官兵安置在灵州(今灵武)一带屯垦，故出现“塞上江南”提法。《隋州郡图经》之所以对“塞上江南”作出这样解释，可能早在隋前银川平原已经有了这一雅称。
隋唐两代的《隋州郡图经》、《括地志》和《元和郡县图志》这三部巨著有可能都是当时包括地名最多的书，都有助于我们对古代地名的了解，当然其中讹误也是难免的。《元和郡县图志》既说楚将钟离眛是朐县(在今连云港市)人，却也将其家乡伊庐说成是在今湖北襄樊市西北的古中庐县。像这样失于考核的错误还是有一些的。李吉甫身居政府要职，学术活动难免要依靠一些助手，资料来源不一，其中讹误也是难免的。他还著有《古今地名》三卷，可惜早已失传。
除此之外，据《旧唐书·玄宗本纪》记载，唐朝政府还曾于天宝元年(公元742年)，更改重名和不稳定的县名110处。总之，到我国唐代地名研究的内容及涉及的领域较过去明显扩展了。
在用地图反映地名历史变化方面，唐代学者贾耽首创了“古墨今朱”，双色注记的制图技术，为编制历史地图、准确地反映行政区划变动和地名沿革提供了可靠的技术手段。贾耽就是利用这一技术绘制了著名历史地图《海内华夷图》。“古墨今朱”的双色注记地名及相关制图技术长期为后世学者继承和运用。直到今天，谭其骧主编《中国历史地图集》、侯仁之主编《北京历史地图集》也还是运用了唐代贾耽创造的这一制图技术。
唐代高僧玄奘的《大唐西域记》则是记载域外地名的一部要籍，他在印度求法17年，先在当时佛学中心那烂陀寺学习，该寺地处今巴特那东南90公里。回国前曾经在一次有18个国王、6000多僧众参加的辩论大会上，作了中心发言，竟无一人敢置异辞，可见其对佛学研究的渊博精深。他的足迹遍于五印度，归程中取道陆路，返回长安。在《大唐西域记》一书中，所述国家就有137个(其中也包括一些目前在我国境内或属于唐代陇西道管辖的地方)，其下属地名当然为数很多。
记录海上地名较重要的当推贾耽的《广州通海夷道》，附载于宋人所编的《新唐书·地理志》中，包括山、石、国、洲、河、海、城等名称，是探索这一带地名的重要资料。