在"玄武门之变"中，薛万彻获悉太子有难，便率东宫卫士力战，甚至一度将要攻打秦王府，直到李世民派人向他出示李建成的首级，薛万彻才停止战斗，并逃入终南山避难。李世民夺得太子之位后，因为欣赏薛万彻的骁勇忠诚，便屡屡派人招降他，并许诺对往事既往不咎，最终才成功地说服他为自己效力。
隐太子建成又引万彻置于左右。建成被诛，万彻率宫兵战于玄武门，鼓噪欲入秦府，将士大惧。及枭建成首示之，万彻与数十骑亡于终南山。太宗累遣使谕意，万彻释仗而来。太宗以其忠于所事，不之罪也。见《新唐书·卷一百十七》。
唐太宗在位期间，薛万彻多次配合李靖、李勣等人作战，在消灭朔方军阀梁师都、攻灭东突厥、平定薛延陀、征讨高句丽等战事中屡建殊功，因功拜右武卫大将军，封武安郡公，并迎娶太宗之妹丹阳公主为妻。与此同时，薛万彻的兄长薛万淑、薛万均也都因战功出任要职，封公爵，在当时也算是一件极为荣耀的事情了。
薛万彻战功赫赫，与李勣、李道宗齐名
