詳細は天平文化を参照
政府は、学生や僧を唐へ留学させ、さまざまな文物を取り入れた。また、朝鮮半島との交流も盛んであった。これらの交易物などは、正倉院宝物でも、その一端をうかがい知ることができる。716年（霊亀2）には阿倍仲麻呂（唐で客死）・吉備真備・僧玄?ら唐に留学した。彼らは、当時の列島にさまざまな文化をもちこんだ。
712年（和銅5年）にできたとされる『古事記』は、宮廷に伝わる「帝紀」「旧辞」をもとに天武天皇が稗田阿礼によみならわせた内容を太安万侶が筆録したものである。神話・伝承から推古天皇にいたるまでの物語であり、多くの歌謡を収載している。口頭の日本語を漢字の音・訓を用いて表記されている。
それに対し、714年（和銅7年）に紀清人・三宅藤麻呂に国史を撰集させ、舎人親王が中心となって神代から持統天皇までの歴史を編集、720年（養老4年）に撰上されたのが『日本紀（日本書紀）』30巻・系図1巻である。これは、中国の歴史書の体裁にならったもので、漢文の編年体で記されている。こののち、『日本三代実録』まで漢文正史が編まれて「六国史」と総称されるが、『日本書紀』はその嚆矢となったものである。
また、政府は713年（和銅3年）には諸国に「風土記」の編纂を命じた。これは、郷土の産物や山や川などの自然、あるいはその由来、古老の言い伝えなどを収めた地誌である。『出雲国風土記』がほぼ完全に伝存するほか、常陸国、播磨国、豊後国、肥前国の風土記のそれぞれ一部が伝えられている。これは、古代の地方の様相を示す貴重な文献資料になっている。
文芸の面では、751年（天平勝宝3年）に現存最古の漢詩集『懐風藻』が編集され、大友皇子、大津皇子、文武天皇、長屋王などの作品を含む7世紀後半以降の漢詩をおさめている。奈良時代中期を代表する漢詩文の文人としては淡海三船と石上宅嗣が著名であり、いずれかが『懐風藻』の編集にたずさわったであろうと推定されるが、確実な証拠はない。
和歌の世界でも、和銅年間から天平年間にかけて山上憶良、山部赤人、大伴家持、大伴坂上郎女らの歌人があいついであらわれた。『万葉集』は759年（天平宝字3年）までの歌約4500首を収録した歌集で、雄略天皇の歌が巻頭をかざっている。舒明天皇・推古天皇以降の飛鳥時代、奈良時代の和歌が収められ、著名な歌人や宮廷人の作品ばかりではなく、東歌や防人歌など、地方の農民の素朴な感情をあらわした作品も多く収められており、このなかには心に訴える優れた歌が多くみられる。漢字の音と訓をたくみに組み合わせて日本語を記す万葉仮名が用いられていることも大きな特徴である。
奈良時代の仏教は、鎮護国家の思想とあいまって国家の保護下に置かれていよいよ発展し、国を守るための法会や祈祷がさかんにおこなわれた。政府は平城京内に大寺院をたて、聖武天皇は、741年（天平13）に全国に詔して、国分僧寺や尼寺を全国に建てさせ、また良弁を開山の師として東大寺の造営をおこない、743年（天平15）には、廬舎那仏金銅像（大仏）の造立を発願し、国家の安泰を願った。大仏の造立は、紫香楽宮で始まった。752年（天平勝宝4）には、出家し、退位した聖武太上天皇・光明皇太后・聖武の娘である孝謙天皇らが、東大寺に行幸し、大仏の開眼供養を行った。さらに孝謙天皇が重祚した称徳天皇は西大寺を建立した。
僧侶は南都七大寺（大安寺、薬師寺、元興寺、興福寺、東大寺、西大寺、法隆寺）などの寺において仏教の教理を研究し、南都六宗（三論宗、成実宗、法相宗、倶舎宗、華厳宗、律宗）という学派が形成された。大規模な写経もおこなわれており、特に光明皇后発願の一切経の写経事業は、大仏造立や国分寺造営とならぶ大事業であった。鑑真第6回渡海図
仏教の発展は、遣唐使にしたがって留学した道慈（三論宗）や玄?（法相宗）ら学問僧たちの努力によるところが大きいが、754年（天平勝宝6年）1月に6度目の航海のすえに平城京に到着して、戒律や多数の経典[23]を伝えた唐出身の鑑真和上、大仏開眼供養の導師となったインド出身の菩提僊那、菩提僊那と同時に来日したチャンパ王国（林邑）出身の僧仏哲、唐僧道?、また、多くの新羅僧ら外国出身の僧侶の活動に負うところも大きかった。
