宋元時期
9世紀之後的中原王朝無暇顧及西域,西域出現了幾個國家並列存在的局面。其中主要有高昌、黑汗王朝和于闐等地方政權。840年漠北回鶻汗國覆滅高昌與喀喇汗王朝後,由西遷西域的回鶻人匯同其他操突厥語諸族建立地方政權。于闐是古老的塞人居地。唐亡後,于闐尉遲王族執政,與中原地區往來密切,因曾受過唐朝冊封而自稱李姓。
黑汗王朝在10世紀和11世紀控制今日的新疆西部,同一時期回鶻的一支在今日新疆中部定居。1132年,遼皇族躲避金人追擊,從中國東北進入新疆,建立流亡政權西遼,統治今日新疆地區八十多年。
1206年,蒙古帝國建立,1271年改國號為元朝。蒙元時期西域大部分地區為成吉思汗次子察合臺的封地即窩闊臺汗國。另外元朝在今伊犁河流域曾設置阿裏麻裏(阿力麻裏)行省,但不久就併入察合臺汗國。又在阿姆河南岸曾設立行省,後併入伊利汗國。今烏魯木齊一帶曾設置別失八里行省,後一度被察合臺汗國佔據,後期重新成為元朝的轄地。
明清時期
明初,西域在東察合臺汗國統治之下。明朝初年為防範漠北的韃靼和瓦剌勢力於哈密等地區設置衛所;16世紀中葉,吐魯番部強大,1472年,哈密等衛所一度被吐魯番攻破,諸衛內遷,後復,1514年再度被並。15世紀後半期後,西北諸衛全部喪失,明朝最後放棄新疆,退守嘉峪關。明朝中葉,東察合臺汗國演變為葉爾羌汗國。元、明兩代,西域各族人民為保衛和開拓祖國邊疆、繁榮西域經濟、發展科學文化技術,作出了卓越的貢獻。
17世紀,準噶爾(蒙古的一支)叛亂,並攻打外蒙古。1697年,清軍擊敗了準噶爾,控制了新疆東部。1755年,清朝攻佔固勒扎;1757年,清朝徹底平定了準噶爾叛亂。乾隆皇帝把這片土地命名為“新疆”,取因“故土新歸”之意。1759年,清朝又平定天山以南因準噶爾部消失而趁機坐大的回部,即伊斯蘭教白山派首領大小和卓反叛,從此完全確立了清朝對新疆的穩固統治,回部之前在準噶爾暴力統治之下。而準噶爾部被滅族也直接導致新疆及中亞部分完全伊斯蘭化。之前此區域統治民族準部蒙古全民信奉藏傳佛教。1762年,清朝在固勒扎設立伊犁將軍,統一行使對天山南北各地的軍政管轄。 1771年,土爾扈特人在首領渥巴錫的帶領下打敗沙皇俄羅斯的阻攔從幾千里外的哈薩克草原回歸祖國。1755—1757年,清朝統一西北地區,解除了哈薩克汗國來自準噶爾貴族的威脅。大、中、小三個玉茲,曾先後表示歸順清朝,部分牧民遷回阿勒泰、塔城、伊犁地區放牧。清朝平定準噶爾後,要求歸附的不僅僅是哈薩克和布魯特,蔥嶺以西的各部落,如浩罕、今天新疆西部的巴達克山、帕米爾、布哈爾、山克、塔什幹、愛烏罕(阿富汗)等紛紛表示歸附。1820年到1828年,大和卓之孫張格爾在浩罕封建統治者與英國殖民者慫恿支援下,3次潛入南疆發動叛亂。
近代時期
1840年的鴉片戰爭是中國近代社會的開端,鴉片戰爭以後,新疆和祖國其他地區一樣,逐漸淪為半封建半殖民地社會。新疆各族人民反地外國入侵,反對分裂以及反對封建剝削壓迫的鬥爭任務更為繁重。新疆同祖國的命運越來越密切。
16世紀沙皇俄羅斯侵入西伯利亞。19世紀中葉,俄羅斯帝國威脅清朝的整個北部邊境。1864年的《塔城條約》將新疆西北部巴爾喀什湖以南大約44萬多平方公里的領土割讓給俄國,這些土地現在分別屬於哈薩克、吉爾吉斯斯坦和塔吉克。
第一次鴉片戰爭以後,大清王朝日益衰弱,中國領土主權遭到帝國主義的踐踏。位處祖國西北邊陲的新疆更深受沙俄侵吞之害。沙皇俄國在完成對西伯利亞的擴張之後,開始蠶食侵佔我國領土。1860年到1851年前,沙俄迫使清政府簽訂喪權辱國的《中俄北京條約》《中俄勘分西北界約訂》《中俄伊犁塔爾巴哈臺通商章程》。
1865年春,由於清朝衰落,毗鄰新疆的中亞浩罕國的阿古柏從喀什進入新疆,統治新疆絕大部分地區達6年無惡不作,給新疆人民帶來沉著災難。1871年,俄國侵佔包括固勒扎城(伊寧市)在內的伊犁河谷,當時清朝在新疆只剩下塔城等少數據點。
1875年,清朝陜甘總督左宗棠就任欽差大臣,督辦新疆事務。到1877年底,清軍陸續收復了中亞浩罕汗國阿古柏侵佔的天山南北諸地,史稱“清軍收復新疆之戰”。 其後沙俄又藉口伊犁農民起義和阿古柏勢力威脅到俄國安全,打著保護和代守的旗號,公然出兵佔領伊犁。新疆面臨為外國瓜分侵佔的危險。 1881年,清政府收復被沙俄佔領長達11年之久的伊犁地區。1884年設立新疆省,實行與中國本部18省一樣的行政制度,由巡撫統管全疆各項軍政事務,新疆政治中心由伊犁移至迪化(今烏魯木齊)。
光緒七年二月,清政府使臣曾紀澤(曾國藩之子)經過與沙俄艱苦的外交鬥爭,幾經週折,終於達成《中俄伊犁條約》,條約議定次年沙俄軍隊撤出伊犁,中國以賠款和允許俄商在新疆貿易不納稅,俄國在嘉峪關和吐魯番設領事作為代價。1882年,伊犁終於回到祖國的懷抱。
光緒十年(1884年),清政府發佈新疆建省上諭,劉錦棠被任命為首任新疆巡撫。將迪化直隸州升為府,新疆軍政中心由伊犁移到烏魯木齊。實行以軍府制為主體的多元性行政管理體制到單一郡縣制的轉換,使新疆行政建置與內地趨於一致。1885年,沙俄吞併中亞大部分地區,並與英國劃定阿富汗地區的邊界。俄國人便改為東向侵略,光緒十七年沙俄軍隊至伊什勒庫爾諾爾,盜走乾隆禦界限碑。隨後,俄國人又炮製了“帕米爾乃浩罕遺産”之謬論,妄圖強佔該地。1892年,俄國不顧清軍在此已增設哨所而大舉南侵,強佔了中國清朝新疆西南薩雷闊勒嶺以西兩萬多平方公里的領土。其實中國與中亞國家的邊界問題,其最根本的源由就是清後期與沙俄簽定的一系列割地賠款的不平等條約中遺留下的。1880年代左宗棠抬棺率兵收復整個新疆,清朝和沙俄簽定邊界協議,按協議是山口往南的垂直直線劃線,後來沙俄在原有割地基礎上又侵佔2.8萬多,一直不還。十月革命後,列寧有心歸還所有不平等條約中侵佔的一切中國領土,但由於中國長期處於內鬥內戰中,外有列強侵略,此願未能達成,而後史達林並不執行列寧此項遺願,歸還領土一事不了了之。而不包含在條約中的被占領土也就一直懸而未決。 根據《中俄伊犁條約》而簽訂的《中俄續勘喀什噶爾界約》,將帕米爾西部割讓給沙俄(見沙俄侵佔帕米爾事件)。二十一年沙俄又在英國默許下,違約侵佔薩雷闊勒嶺以西中國領土。清政府對此提出了多次抗議,但由於1894年中日戰爭爆發,無暇西顧,沙俄乘機要求清廷默認這一非法佔領。當時的清政府,即使在被日本弄得焦頭爛額的情況下,對此也未予承認。沙俄從此也就不再理會,一直霸佔該地。但以後歷屆中國中央政府都不承認。
清朝對新疆的經營,無論是規模和範圍皆遠勝從前歷代,社會經濟得到前所未有的進步和發展。1、屯田戍邊,農墾事業規模空前。2、移民及人口增長。3、礦産資源的開發利用進入一個新的時期。4、商業貿易有一定發展。5、興辦各種文化教育事業。