（以下摘自“吐鲁番地区行署网站”，本站有改动）公元640年，唐平定高昌后，设西昌州，改为西州，实行县（乡）、里制，下辖五县。高昌县、柳中县、交河县、天山县（今托克逊县境内）、蒲昌县（今鄯善县境内）。唐置西州的同年，设安西大都护府于交河城。安西大都护府领辖22个都督府，118个州。唐贞观二十二年（648年），安西大都护府迁至龟兹。唐永徽元年（651年），复撤回西州。唐显庆三年（658年），再次迁龟兹。西州改置为西州都督府。唐龙朔二年（662年），吐蕃军队进入西域，开始了与唐长年的西域争夺。唐咸亨元年（670年），吐蕃与西突厥联兵攻陷西域十八州，唐放弃安西四镇，退守西州。唐昌元年（689年）安西大都护府复移至西州。唐长寿元年（692年），又迁于龟兹。唐开元二年（714年），唐置天山军于西州境。唐天宝元年（742年），改西州为交河郡。唐乾元元年（758年），又恢复西州原建置。唐贞元六年（790年），吐蕃与回鹘争夺北庭（今吉木萨尔），吐蕃占北庭。随后，攻占西州。吐蕃 与回鹘对西州进行了长年反复的争夺，最终回鹘控制了西州。唐咸通七年（866年），北庭回鹘仆固俊克西州，建立以高昌为中心的高昌回鹘王国，国都高昌城。史称“西州回鹘”或“高昌回鹘”。高昌回鹘先后臣属于辽、宋、西辽。元太祖四年（1209年），高昌回鹘归附蒙古。高昌回鹘王国称为畏兀儿王国，保留亦都护王治。
元太祖二十年（1225年），成吉思汗分封诸子，高昌亦都护保持原辖地。元至元十一年（1274年），元朝于畏兀儿地置断事官。1275年，察合台汗国汗都哇与海都联兵反元，率兵十二万，围攻火州（高昌故城）长达六个月。畏兀儿亦都护火赤哈儿的斤将其女送于都哇，叛军解围而去。之后，都哇又围攻火州。火州陷落。火赤哈儿的斤退守哈密力，哈密随之攻陷。火赤哈儿的斤战死，其子纽林的斤率部东奔甘肃永昌。高昌回鹘王国名存实亡。元至元十五年（1278年），元在畏兀地初设提刑按察司，1281年撤销。元至元十七年（1280年），置交钞提举司，专理至元钞发行和管理。元至元二十年（1283年），设火州宣慰司，掌管军民事务。元大德三至六年（1299-1302年），都哇控制了火州。元大德十年（1306年），海都之子察八儿向元朝投降，叛乱告终。火州归元朝直接管辖。至顺元年（1330年），元朝复立总管府于火州。元末，吐鲁番分为柳城、火州、吐鲁番三部，皆设万户府达鲁花赤，吐鲁番地名第一次出现。元至正七年（1347年），东察合台汗国攻占吐鲁番、火州、柳城。吐鲁番、火州、柳城臣属东察合台汗国，并朝贡于明王朝。明正统十三年（1448年），吐鲁番地面也密力火者吞并火州、柳城，称王。王都安乐城（今吐鲁番市东郊安乐故城）。明成化二十三年（1487年），阿黑麻在东察合台汗国东部的吐鲁番称汗，建都吐鲁番（安乐城）。明隆庆四年（1570年），叶尔羌汗国占领吐鲁番，吐鲁番属叶尔羌汗国。
清康熙十七年（1678年），准格尔汗国曾一度控制吐鲁番，与清朝反复争夺。清雍正十年（1732年），准格尔进攻吐鲁番，额敏和卓不敌，率部八千余人迁入甘肃瓜州（今甘肃安西）。清朝乾隆二十年（1755年），清平定准格尔，吐鲁番属清王朝。1756年，额敏和卓率部迁回鲁克沁（今鄯善县鲁克沁）。清乾隆二十三年（1758年），清封额敏和卓为郡王。清乾隆二十四年（1759年），清置辟展（今鄯善县城）办事大臣及同知，隶甘肃布政司。建吐鲁番六城：辟展（今鄯善县城）、吐鲁番城（今吐鲁番市东南）、鲁克沁、色更木（今胜金）、哈喇和卓、托克逊。办事大臣驻辟展。设办事大臣后，吐鲁番实行军府制与扎萨克制并行，扎萨克由郡王担任。清乾隆三十六年（1771年）设辟展巡检。清乾隆四十四年（1779年），辟展办事大臣改为吐鲁番领队大臣，及同知，移驻广安城（今吐鲁番市老城），行政中心移至今吐鲁番市。清同治九年（1870年），浩罕汗国阿古柏侵占吐鲁番、辟展、托克逊各城，在各城建回城。清光绪三年（1877年），清收复吐鲁番、辟展、托克逊。清光绪十年（1884年），新疆建省。吐鲁番直隶厅成立，辖今吐鲁番、鄯善、托克逊范围。清光绪二十八年（1902年），辟展巡检改置为鄯善县，隶属吐鲁番厅。民国时期，扎萨克制废弃。