魏晋南北朝时期，从221年曹丕称帝到589年隋文帝统一南北共369年。三国时期，甘肃东部是曹魏和蜀汉的用兵之地。诸葛亮痛失街亭，挥泪斩马谡；木牛流马，六出祁山，最后“出师未捷身先死，长使英雄泪满襟”，在甘肃陇南、天水一带写下了可歌可泣被后人长期传颂的历史篇章。西晋王朝比较短暂，在西晋后期混乱之际，前凉创建者张轨就看到了“秦川中，血没腕，惟有凉州倚柱观”的形势，开始谋求退保河西，自谋发展。东晋十六国时期，北方的十六国中，三秦、五凉、前赵以及陇南山中的仇池都曾先后或分别占有过甘肃的大部或部分之地。尽管是战乱纷仍，杀伐争斗，但每个割据政权都曾为自己的存在而创造过局部地区的相对安定和经济的发展。尤其是五凉政权，特殊的地缘环境使得他们更有条件创造一种相对封闭而自给自足的社会环境。史书记载张氏统治下的前凉政权“内抚遗黎，外攘逋寇，世既绵远，国亦完富。”所以“凉州自张氏以来，号为多士”“凉州自张轨后世信佛教”等的记载史不绝书。

　　在这一时期的中西文化交流上，佛教的发展是最引人注目的现象。西域高僧鸠摩罗什被前秦大将吕光带回河西，淝水之战后前秦灭亡，吕光在姑臧建立了后凉政权。尊奉鸠氏在姑臧译经授徒，对河西佛教深有影响。后来到长安，鸠摩罗什又被后秦姚氏奉为国师，译经传道，为佛教的传播作出了贡献。及至北魏，甘肃地区在这一时期开凿的敦煌莫高窟、永靖炳灵寺、天水麦积山石窟等已被今人列入世界文化遗产保护名录。

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　　隋唐五代时期，从581年隋文帝杨坚接受北周静帝禅让而称帝，到960年赵匡胤黄袍加身，共380年。隋朝虽然短暂，但在经营河西方面，有过重大举措。隋炀帝时派大臣裴矩在张掖主管西域互市，采访西域政教、风俗、山川、交通、物产等，著《西域图记》三卷，详叙西域44国情况上奏朝廷，成为隋王朝西域政策的依据。特别是说动隋炀帝率朝廷大臣亲到张掖。而高昌麴伯雅、伊吾吐屯设率西域二十七前来朝贺。这是中国几千年来皇帝巡幸张掖唯一一次。盛况空前，影响深远，大大紧密了隋朝与西域的来往关系。唐朝是继汉朝以后的强盛帝国，贞观到开元年间，其国势发展到了顶峰。当时的情况是“自安远门西尽唐境万二千里，闾阎相望，桑麻翳野，天下称富庶者无如陇右。”丝绸之路的繁荣达到了空前盛况。唐蕃古道此时达到了鼎盛。755年“安史之乱”后，唐朝势力衰弱，控制青海地区的吐蕃占据了河陇地区，甘肃大部地区进入吐蕃近百年的统治。848年张议潮发动起义，收回河陇11州地区，建立了归义军政权。五代时期，虽历史短暂，但也起到了承前启后的作用。

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　　从960年到1368年的400多年中，是宋夏金元时期。这个时期的甘肃比十六国时期还要热闹纷繁。敦煌曹义金的归义军政权还在继续(直至1036年)，甘州回鹘和沙州回鹘也先后建立了自己的政权，地处武威西南的六谷吐蕃在西凉府建立了吐蕃政权。党项人李元昊在1038年建立了西夏政权。宋夏对峙之时，北边河西地区、兰州以北，宁夏陕北尽为西夏，南边兰州以南天水、陇东为北宋之地。南宋时期，甘肃一分为三，分别为西夏、金、南宋所占有。后来元蒙势力崛起统一全国，建立行省制度。现在的甘肃东部属陕西行省，河西走廊为甘肃行省。元蒙在西北建立的窝阔台汗国、察合台汗国、伊利汗国和钦察汗国等四大汗国，囊括了中亚、西亚和欧洲腹地。为军事需要而建立的军台、驿站和急递铺从大都一直延伸到地中海和波斯高原，四通八达，畅行无阻。所以元朝的中西交通比以往任何时候都有其自身的特色。就甘肃的地理位置而言，当时已不再是边疆而成了腹地。意大利人马可波罗的《游记》记载了河西走廊的风土人情，反映了当时河西地区相对稳定的社会生活。1247年，元蒙宗王阔端代表蒙古汗庭同西藏高僧萨班在凉州会盟，达成了西藏归属元王朝的协议，开启了西藏地方归属中央，同中央王朝保持一体的先河，也使“凉州会盟”因此而载入史册。

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