หลังจากที่เหตุการณ์ภายในกรุงธนบุรีสงบเรียบร้อยแล้ว สมเด็จพระเจ้าตากสินมหาราชจึงเริ่มขยายอาณาเขตออกไปยังประเทศใกล้เคียง ได้แก่ เขมรและลาว
     1. การขยายอำนาจไปยังเขมร ขณะนั้นดินแดนเขมรเกิดการแก่งแย่งอำนาจกันระหว่างพระรามราชา (นักองนน)กับพระนารายณ์ราชา(นักองตน) พระนารายณ์ราชาไปขอความช่วยเหลือจากญวน พระรามราชาสู้ไม่ได้หนีมาขอความช่วยเหลือจากไทย ครั้งแรกสมเด็จพระเจ้าตากสินมหาราชส่งพระราชสาสน์ไปยังพระนารายณ์ราชาให้มาสวามิภักดิ์ต่อไทย แต่พระนารายณ์ราชาไม่ยอม ดังนั้นจึงทรงโปรดฯให้พระยาอภัยรณฤทธิ์ (ทองด้วง) และพระยาอนุชิตราชา (บุญมา) นำทัพไปตีเขมรใน พ.ศ. 2312 ขณะที่ทัพไทยตีได้เมืองเสียมราฐ พระตะบอง โพธิสัตว์ กับจะตีเมืองพุทไธเพชร (บันทายเพชร) เขมรปล่อยข่าวว่าสมเด็จพระเจ้าตากสินมหาราชสวรรคต พระยาอภัยรณฤทธิ์และพระยาอนุชิตราชาจึงยกทัพกลับพ.ศ.2314 เมื่อสมเด็จพระเจ้าตากสินมหาราชปราบชุมนุมต่างๆ เรียบร้อยแล้ว จึงเสด็จยกทัพไปตีเขมรอีกครั้งและสามารถตีเขมรได้สำเร็จ ได้สถาปนาพระรามาชาขึ้นครองเขมร ส่วนพระนารายณ์ราชาหนีไปพึ่งญวน ต่อมาได้มาสวามิภักดิ์ต่อไทย สมเด็จพระเจ้าตากสินมหาราชจึงโปรดให้เป็นพระมหาอุปโยราช (วังหน้า) (ตำแหน่งพระมหาอุปโยราช คือ ตำแหน่งรัชทายาทของกษัตริย์เขมร ซึ่งเทียบเท่าตำแหน่งพระมหาอุปราชของไทย) เหตุการณ์ในเขมรจึงสงบลง
ต่อมาใน พ.ศ. 2323 เกิดการกบฏในเขมร พวกกบฏจับพระรามราชาและพระนารายณ์ราชาปลงพระชนม์ทั้งสองพระองค์ สมเด็จพระเจ้าตากสินมหาราชโปรดให้สมเด็จเจ้าพระยามหากษัตริย์ศึกและเจ้าพระยาสุรสีห์ไปปราบการจลาจลได้สำเร็จ และโปรดเกล้าฯ ให้นักองเองซึ่งเป็นโอรสของพระนารายณ์ราชาได้ขึ้นครองราชสมบัติแทน แต่เนื่องจากยังทรงพระเยาว์ จึงมีฟ้าทะละหะ (มู) เป็นผู้สำเร็จราชการแทน เขมรจึงหันไปพึงญวนอีกครั้งหนึ่ง สมเด็จพระเจ้าตากสินมหาราชโปรดให้สมเด็จเจ้าพระยามหากษัตริย์ศึกไปปราบเขมร ขณะที่กองทัพไทยจะรบกับเขมรอยู่นั้น ก็มีข่าวว่าทางกรุงธนบุรีเกิดจลาจลวุ่นวาย ด้วยสมเด็จพระเจ้าตากสินมหาราชทรงเสียพระสติ สมเด็จเจ้าพระยามหากษัตริย์ศึกจึงต้องรีบยกทัพกลับ

     2. การขยายอำนาจไปลาว ในสมัยกรุงธนบุรีไทยได้ทำศึกขยายอำนาจไปยังลาว 2 ครั้ง คือ
        2.1 การตีเมืองจำปาศักดิ์ เพราะเจ้าเมืองนางรองเกิดขัดใจกับเจ้าเมืองนครราชสีมา จึงคิดกบฏต่อไทยไปขอขึ้นกับเจ้าโอ (หรือเจ้าโอ้) สมเด็จพระเจ้าตากสินมหาราชจึงโปรดให้เจ้าพระยาจักรีไปปราบ จับเจ้าเมืองนางรองประหารชีวิต ทำให้เมืองจำปาศักดิ์และดินแดนลาวตอนล่างอยู่ภายใต้อำนาจของไทย ใน พ.ศ.2319 สมเด็จพระเจ้าตากสินมหาราชจึงทรงแต่งตั้งเจ้าพระยาจักรี เป็น “สมเด็จเจ้าพระยามหากษัตริย์ศึกพิลึกมหิมา ทุกนัคราระอาเดช นเรศราชสุริยวงศ์” นับว่าเป็นการพระราชทานยศให้แก่ขุนนางสูงที่สุดเท่าที่เคยมีปรากฏมาในสมัยนั้น
        2.2 การตีเวียงจันทน์ มีสาเหตุมาจากพระวอเสนาบดีของเจ้าสิริบุญสารเกิดวิวาทกับเจ้าครองนครเวียงจันทน์ พระวอจึงหนีเข้ามาอยู่ที่ตำบลดอนมดแดง (ในจังหวัดอุบลราชธานี) ขอสวามิภักดิ์ต่อสมเด็จพระเจ้าตากสินมหาราช เจ้าสิริบุญสารได้ส่งกองทัพมาปราบและจับพระวอฆ่าเสีย ใน พ.ศ.2321 สมเด็จพระเจ้าตากสินมาหาราชจึงโปรดให้สมเด็จเจ้าพระยามหากษัตริย์ศึก และเจ้าพระยาสุรสีห์ยกกองทัพไปปราบ ขณะที่ไทยยกทัพไป เจ้าร่มขาวเจ้าผู้ครองเมืองหลวงพระบางมาขอสวามิภักดิ์ต่อไทยและส่งกองทัพมาช่วยตีเมืองเวียงจันทน์ด้วย เจ้าสิริบุญสารสู้ไม่ได้จึงหลบหนีไป เจ้าพระยามหากษัตริย์ศึกจึงได้อัญเชิญพระแก้วมรกตพร้อมทั้งพระบางมาไว้ที่ไทยด้วย (ส่วนพระบางนั้น ต่อมาไทยคืนให้แก่ลาวในสมัยพระบาทสมเด็จพระพุทธยอดฟ้าจุฬาโลกมหาราช)

อาณาเขตกรุงธนบุรีได้ขยายออกไปอย่างกว้างขวาง ดังนี้
        ทิศเหนือ - ตลอดอาณาจักรลานนา
        ทิศใต้ - ตลอดเมืองไทรบุรีและตรังกานู
        ทิศตะวันออก - ตลอดกัมพูชาจดญวนใต้
        ทิศตะวันออกเฉียงเหนือ - ตลอดนครเวียงจันทน์ หัวเมืองพวน และนครหลวงพระบาง หัวพันทั้งห้าทั้งหก
        ทิศตะวันออกเฉียงใต้ - ตลอดเมืองพุทธไธมาศ
        ทิศตะวันตก - ตลอดเมืองมะริด และตะนาวศรีออกมหาสมุทรอินเดีย