พระราชกรณียกิจที่สำคัญในรัชสมัยของพระองค์ คือ
การกอบกู้เอกราชจากพม่าภายหลัง
การเสียกรุงศรีอยุธยาครั้งที่สอง โดยขับไล่ทหารพม่าออกจากราชอาณาจักรจนหมดสิ้น และยังทรงทำสงครามตลอดรัชสมัยเพื่อรวบรวมแผ่นดินซึ่ง
อยู่ภายใต้การปกครองของขุนศึกก๊กต่าง ๆ ให้เป็นปึกแผ่น เช่นเดียวกับขยายพระราชอาณาเขตออกไปอย่างกว้างขวาง นอกจากนี้ พระองค์ยังทรงมุ่งมั่นที่จะฟื้นฟูประเทศในด้านต่าง ๆ ให้กลับคืนสู่สภาวะปกติหลังสงคราม ทรงส่งเสริมทางด้านเศรษฐกิจ ศาสนา ศิลปวัฒนธรรม วรรณกรรม และการศึกษา เนื่องจากพระมหากรุณาธิคุณที่มีต่อแผ่นดินไทย รัฐบาลจึงได้ประกาศให้วันที่ 28 ธันวาคมของทุกปีเป็น "วันสมเด็จพระเจ้าตากสิน" และยังทรงได้รับสมัญญานาม
มหาราช
การขยายพระราชอาณาเขต
นอกจากขับไล่พม่าออกไปจากอาณาจักรได้แล้ว สมเด็จพระเจ้าตากสินยังได้ขยายอำนาจเข้าไปในลาว ได้หัวเมืองลาวเข้ามาอยู่ในอำนาจอาจกล่าวได้ว่า สมัยสมเด็จพระเจ้าตากสินเป็นสมัยแห่งการกู้เอกราชของชาติ รวบรวมประเทศให้เป็นปึกแผ่นมั่นคง ขับไล่ข้าศึกออกไปจากอาณาเขตไทยและขยายอาณาเขตออกไปอย่างกว้างขวางในรัชสมัยของพระองค์ ไทยจึงยิ่งใหญ่เท่าเทียมเมื่อครั้ง
กรุงศรีอยุธยามีความรุ่งเรือง
พ.ศ. 2319 ในขณะที่ไทยติดศึกพม่าที่เมืองพิษณุโลกนั้น มีเหตุเกิดขึ้นทางนครราชสีมา คือ เจ้าเมืองนางรอง (ปัจจุบันเป็นอำเภอหนึ่งในจังหวัดบุรีรัมย์) ซึ่งเป็นเมืองขึ้นต่อนครราชสีมา วิวาทกับพระยานครราชสีมา แล้วเอาเมืองไปขึ้นต่อเจ้าโอ เมืองนครจำปาศักดิ์ซึ่งตั้งตนเป็นอิสระอยู่ พระยานครราชสีมามีใบ้บอกเข้ามายังกรุงธนบุรี
ในเดือนมีนาคมปีเดียวกัน สมเด็จพระเจ้าตากสินมหาราชทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้เจ้าพระยาจักรียกทัพไปปราบ เมื่อปราบได้ให้ประหารเจ้าเมืองนางรองเสีย เจ้าพระยาจักรีปราบได้สำเร็จ พอปราบเสร็จสมเด็จพระเจ้าตากสินมหาราชทรงทราบว่าเจ้าโอกับเจ้าอินอุปราช เมืองนครจำปาศักดิ์เตรียมพล 10,000 นายจะมาตีนครราชสีมา สมเด้จพระเจ้าตากสินจึงมีพระบรมราชโองการโปรดเกล้าฯ ให้เจ้าพระยาสุรสีห์คุมทัพไปสมทบอีก 1 ทัพและให้ปราบจำปาศักดิ์เสีย ทัพไทยตีจำปาศักดิ์แตกและจับตัวเจ้าโอกับเจ้าอินได้ที่เมืองสีทันดร และยังตีได้เมือง
อัตตะปือด้วยพร้อมกันนั้น เจ้าพระยาจักรีและเจ้าพระยาสุรสีห์ออกเกลี้ยกล่อมเมืองเขมรป่าดง ระหว่างจำปาศักดิ์กับนครราชสีมาเป็นพวกได้อีก 3 เมือง คือ
สุรินทร์ สังขะ ขุขันธ์ ทั้ง 3 เมืองยอมเข้าเป็นเขตเมืองไทย เสร็จศึกครั้งนี้เจ้าพระยาจักรีได้เลื่อนเป็น "สมเด็จเจ้าพระยามหากษัตริย์ศึก" มีเครื่องยศอย่างเจ้าต่างกรม

แผนที่แสดงอาณาเขตประเทศไทย ในรัชสมัยสมเด็จพระเจ้ากรุงธนบุรี
พ.ศ. 2321 พระวอเสนาบดีเมืองเวียงจันทน์เป็นกบฏ แต่สู้เจ้ากรุงศรีสัตนาคนหุตไม่ได้ ก็พาสมัครพรรคพวกหนีมาอยู่ที่ตำบลดอนมดแดง (จังหวัดอุบลราชธานีในปัจจุบัน) และขอขึ้นต่อไทย ต่อมาพระเจ้ากรุงศรีสัตนาคนหุต ได้ยกทัพมาตีตำบลดอนมดแดงและจับฆ่าพระวอเสีย สมเด็จพระเจ้าตากสินมหาราชทรงขัดเคืองมาก จึงทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้สมเด็จเจ้าพระยามหากษัตริย์ศึกเป็นแม่ทัพ พร้อมด้วยเจ้าพระยาสุรสีห์ยกทัพไปตีเวียงจันทน์กองทัพไทยได้แสดงความสามารถตีเมืองเวียงจันทน์ได้ และหัวเมืองลาวทั้งหลายได้พากันมาขึ้นต่อไทย และในครั้งนี้สมเด็จเจ้าพระยามหากษัตริย์ศึกได้อัญเชิญ
พระแก้วมรกตและ
พระบางลงมายังกรุงธนบุรีด้วย
การศึกสงครามดังกล่าวนี้ ส่งผลให้พระราชอาณาจักรไทยเป็นเอกราชและมีความมั่นคงสืบต่อมาจนถึงปัจจุบัน ดังนั้น อาณาเขตของประเทศไทยในสมัยกรุงธนบุรี มีดังนี้
ด้านการปกครอง
หลังจากที่กรุงศรีอยุธยาแตก
กฎหมายบ้านเมืองกระจัดกระจายสูญหายไปมาก จึงทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้ทำการสืบเสาะ ค้นหามารวบรวมไว้ได้ประมาณ 1 ใน 10 และโปรดฯ ให้ชำระกฎหมายเหล่านั้น ฉบับใดยังเหมาะแก่กาลสมัยก็โปรดฯ ให้คงไว้ ฉบับใดไม่เหมาะก็โปรดให้แก้ไขเพิ่มเติมก็มี ยกเลิกไปก็มี ตราขึ้นใหม่ก็มี และเป็นการแก้ไขเพื่อราษฎรได้รับผลประโยชน์มากขึ้น เช่น โปรดฯ ให้แก้ไขกฎหมายว่าด้วยการพนันให้อำนาจการตัดสินลงโทษขึ้นแก่ศาลแทนนายตราสิทธิ์ขาด และยังห้ามนายตรานายบ่อนออกเงินทดลองให้ผู้เล่น เกาะกุมผูกมัดจำจองเร่งรัดผู้เล่น กฎหมายพิกัดภาษีอากรก็เกือบไม่มี เพราะผลประโยชน์แผ่นดินได้จากการค้าสำเภามากพอแล้ว กฎหมายว่าด้วยการจุกช่องล้อมวงก็ยังไม่ตราขึ้น เปิดโอกาสให้ราษฎรได้เฝ้าแหนตามรายทาง โดยไม่มีพนักงาน
ตำรวจแม่นปืนคอยยิงราษฎร ซึ่งแม้แต่ชาวต่างประเทศก็ยังชื่นชมในพระราชอัธยาศัยนี้ เช่น มองเซนเยอร์ เลอบอง ได้บรรยายไว้ในจดหมายถึงผู้อำนวยการคณะต่างประเทศว่า
เสด็จสวรรคต
ครั้นถึงปี พ.ศ. 2325 ขณะนั้นกรุงธนบุรีมีอายุได้ 15 ปี พระยาสรรค์กับพวกได้ก่อกบฏ สมเด็จเจ้าพระยามหากษัตริย์ศึกซึ่งขณะนั้นไปทำศึกกับเขมรจึงกลับมายังกรุงธนบุรี เห็นว่าความไม่สงบของบ้านเมืองเกิดจากสมเด็จพระเจ้าตากสินมหาราชมีพระสติวิปลาส จึงให้นำไปสำเร็จโทษด้วยการตัดพระเศียร ณป้อมวิไชยประสิทธิ์ แล้วฝังพระบรมศพที่วัดบางยี่เรือใต้ (วัดอินทารามวรวิหาร) เมื่อวันที่ 6 เมษายน พ.ศ. 2325 เสด็จสวรรคตขณะมีพระชนมายุได้ 48 พรรษา สิริรวมครองราชย์ได้ 15 ปี กรุงธนบุรีก็สิ้นสุดลง จากนั้นจึงได้สืบสวนความผิดของผู้ก่อกบฏ แล้วตัดสินให้นำพระยาสรรค์กับพวกไปประหารชีวิตในเวลาต่อมา
อย่างไรก็ตาม นอกเหนือจากแนวคิดดังกล่าวแล้ว ยังมีแนวคิดอื่น เช่น ที่เสนอว่าสมเด็จพระเจ้ากรุงธนบุรีทรงถูกสมเด็จเจ้าพระยามหากษัตริย์ศึกทำรัฐประหาร และแนวคิดที่ว่าพระองค์ทรงสละราชบัลลังก์และลาผนวชไปยังนครศรีธรรมราช เป็นต้น