唐代出了很多有名的煉丹家，還有很多專講煉丹的書，是歷史上其他朝代不能相比的。
自從葛洪大力提倡煉丹以來，有不少道士都深信不疑，但也有人不大相信。像陶弘景就認為，服食金丹白日升天未必可能，不願意把全部精力都花在它上面。北魏道武帝拓跋珪(公元386—409年在位)專門設立仙人博士這個職位，叫一些道士煉丹。丹煉出來後，自己不敢吃，讓一些犯了死罪的人吃，結果毒死了不少人。北齊文宣帝高洋讓道士煉出丹後，把它放在匣子內，說，等臨死時再吃不遲。無論道教內外，對煉丹術都有持懷疑態度的人。
於是很多道士就想辦法消除丹的毒性。有的把丹沉入井水中，有的浸入山中的泉水，還有的將煉丹原料用各種稀奇古怪的方法進行處理，比如用胡椒湯煮，用甘蔗汁蒸，用陳年牆土的泥漿拌攪等等。結果還是有不少道士中毒而死。所以，煉丹術就受到懷疑和批評。
到了隋唐時代，有青霞子蘇元朗這些道士的提倡，很多煉丹的道士揀起了《周易參同契》的理論，煉丹得到皇帝的支持，所以，很快又熱鬧起來。
唐代煉丹最講究原料和火候。很多道士說，煉出的丹之所以有毒，毛病就出在原料上面。但究竟用什麼原料才對，道士們的意見頗不一致。有人說，真正的金丹只用鉛和汞兩種原料。自然界中的鉛，是一種賤金屬，它熔點低，冶煉方法簡單，是人類歷史上很早被認識和被利用的金屬之一。鉛同醋酸作用，可以得到鹼性碳酸鉛，這是一種白色粉狀物質，可以用作顏料，古代也常用作化妝品，名叫胡粉，又叫鉛粉。鉛經過一定工藝加工制煉，還能生成兩種氧化物：一種是一氧化鉛，古代叫密陀僧；一種是四氧化三鉛，古代叫鉛丹。漢代已經懂得煉鉛丹。在鉛丹的煉製過程中，由於溫度和氧化程度的不同，它會呈現出不同程度的黃色和紅色。所以，古代的煉丹家很驚奇，十分重視它。連《神農本草經》也說，鉛丹「煉化還成九光，久服通神明」。汞在古人眼裡也是一種神秘物質。自然界有天然汞，但很少見，不容易採集。古代用的汞大多是用丹砂煉出來的。汞在常溫下是液體，比重很大，但沸點只有357 ℃，加熱時容易蒸發散失。汞也容易燒煉生成紅色氧化汞。唐代一本講煉丹的書《龍虎元旨》說：「丹砂入火，化為水銀(即汞)，能重能輕，能神能靈，能黑能白，能暗能明。」歷史上很多煉丹家主張煉丹只用鉛汞，所以，煉丹術又有一個名稱，叫鉛汞術。但這樣得到的金丹，吃了還是不能成仙。於是又有人提出用其他的原料。結果，因為關於所用原料的主張不同，分成了好多煉丹派別。
火候就是煉丹時火勢的大小和燒煉時間的長短。火勢猛叫武火，火勢小叫文火。有的道士主張煉丹先文後武，有的主張先武后文。有的主張燒煉七七四十九天，還有的說必須一年，丹才能成功。還真有人跑進深山，一年四季守著煉丹爐，每日每夜什麼時候添火，什麼時候退火，一絲不苟，為了成仙，一點也不怕辛苦。
唐代支持煉丹的皇帝很多。唐太宗是一位英明的皇帝，年輕時不相信吃丹能長生不死。到了晚年，怕起死來，幾次派人到全國各地找「奇葯異石」，據說後來吃了一個胡僧也就是外國和尚煉的「長生藥」，中毒而死。
唐高宗曾召集100餘名道士從事煉丹，後來也打算吃胡僧的葯，被人提醒要吸取太宗的教訓，結果沒敢吃。
煉丹術最盛行是在唐玄宗時期。開元年間，玄宗讓道士孫太沖為他煉「神丹」，還向道士吳筠打聽燒煉金丹和成仙不死的事。唐代著名的煉丹家張果，也被召進宮，玄宗甚至要把女兒嫁給他。天寶年間，他找來羅思遠等人專門為他煉丹，他自己也動手學著煉，可見他著迷的程度。
中唐時期的憲宗、穆宗和敬宗都熱衷於煉丹，道士柳泌對憲宗說，天台山上長「靈草」，采它來煉丹配藥，准成。天台山在台州，憲宗乾脆教他到台州去當官。柳泌到台州混了一段日子，丹也沒有煉出來，害怕腦袋保不住，逃進了山中。後來被抓回，憲宗沒治罪，還讓他煉丹。憲宗後來吃了柳泌煉的丹藥，因毒性發作，脾氣變得暴怒無常，幾個宦官心裡害怕，找個機會把他弄死了。穆宗剛即位時，命令將柳泌等人處以死刑。但不久自己也開始服丹。敬宗於寶曆元年(公元825年)派人往南方長江流域一帶以及天台山去採藥。他在位不滿三年，被宦官殺死，據說也跟服食丹藥有關。
晚唐武宗和宣宗最信煉丹術。武宗吃了丹藥，「自秋冬以來，覺有疾，而道士以為換骨，上秘其事」(《資治通鑒·唐紀六十四》)，後來病情見重，33歲就死了。宣宗仍不吸取教訓，也吃丹藥送了命。
皇帝迷信，一幫官僚和文人都仿效。著名文學家也是大官僚的韓愈為人寫過一篇《墓志銘》，其中記載，有六七位大官僚吃丹藥死了。像工部尚書(官名)歸登，長期服用水銀，坐寢之處也往往可以找到。結果因水銀中毒渾身疼痛，吐血十幾年而死。另一位官僚襄陽節度使孟簡，跟韓愈很要好。他搞到了一種「神葯」，特意把韓愈請來，說自己不想一個人長生不死，願意送一些給韓愈。後來這位節度使吃了葯，病了好幾年，到底死了。還有的人服食金丹後便出塊狀血肉，疼痛致死。
詩人當中，像初唐時期「四傑」之一的王勃，十分迷戀學仙求道這一套。盧照鄰曾經入山學道，後來因為服食丹砂方葯中毒，差點丟了性命，但仍不死心，寫信給洛陽的朋友，向他們要丹砂。李白、白居易這些著名詩人都跟道士學過煉丹。白居易對《周易參同契》特別感興趣，同另一位詩人元稹一起跟道士郭虛舟學習燒煉金丹，結果因為沒有掌握好火候，讓汞在高溫下全部沸騰飛散而失敗。他心中十分懊惱，寫了一首詩，感嘆自己跟神仙沒有緣分。李白漫遊天下名山，到處訪仙求道。特別是在應皇帝詔命到了長安，不久又因為宦官高力士等人的排擠，不得不離開都城時，他對從政做官徹底灰了心，於是決心「還家守清真，孤潔勵秋蟬。煉丹費火石，採藥窮山川。」(《留別廣陵諸公》)李白的詩中，與訪道煉丹有關的，不下100篇。
因為道教煉丹術用的原料主要是鉛、汞、硫磺以及含砷的一些礦物質，吃了以後，對人體十分有害。至於丹砂，因為燒煉以後也要變成汞，吃了還是會中毒。很多人送了命，其他人為什麼還跟著學？韓愈在那篇《墓志銘》中說，不少人以為，死了的人是因為沒有得到真方法，相信自己學的錯不了。等吃了丹藥，毒性剛發作，還以為是換骨換筋，是丹在發揮「神效」。等到葯毒大發作，臨死時才徹底醒悟，可是已經太遲了。不少道士對服丹成仙深信不疑，說那些服丹而死的人不是真死，而是成仙了。他們留下屍體，這種仙叫「屍解仙」。一些宣揚道教信仰的文學作品中，有很多這類屍解成仙的故事。也有一些道士比較清醒，像《懸解錄》這部道士著作就說：
金丹並諸石葯各有本性，懷大毒在其中。道士服之，從羲軒(指伏羲、黃帝)以來，萬不存一，未有不死者。
社會上的人對煉丹術的批評就更多了。唐以後，煉外丹的人雖然還有，但已經不是道教修鍊術中的主流了。
在1000餘年的發展歷史中，道教煉丹術積累了很多關於丹砂、水銀和鉛這些物質的化學知識。唐代道士在煉丹過程中出了「事故」，無意中發現了火藥燃燒的猛烈性質，最後導致火藥的發明，這是很有價值的發現。特別是很多煉丹家為了防止中毒，鑽研醫學，同時又是醫學家。像葛洪、陶弘景、孫思邈，都為中醫學的發展作出了貢獻。煉丹術的成果後來被醫學吸收，用作外科藥物的很多。