东晋前凉建兴十五年（327年），戊己校尉赵贞谋叛，张骏遣西域长史李柏击擒之，在其地置高昌郡及高昌、田地等县。张骏又将敦煌、晋昌、高昌三郡和西域都护、戊己校尉、玉门大护军三营合并，称作沙州，以杨宣为沙洲刺史，治所依然设在敦煌。十六国时期，此郡先后隶属前凉、前秦、后凉、西凉、北凉五国。
421年，西凉被北凉所灭。
422年，西凉王室后裔李宝（李暠孙）和娘舅西渡流沙，在西域吐鲁番盆地占据伊吾县（今哈密），建龙兴年号，善抚流民，并羁縻高昌，建立伊吾西凉（又称后西凉），为了和新兴的北凉对抗，伊吾西凉臣服于丁零（既柔然）。凡内地来人李宝皆倾身礼接。
北魏太平真君三年（442年），北魏灭北凉。北凉欲效仿西凉西迁，后西凉闻后分兵截击。李宝与唐契商议后，先与北魏联络，接着兵分两路，自己率领2000余人南下前往敦煌，唐契和弟唐和欲占领高昌，截断北凉西进之路。至唐契中高昌郡守阚爽缓兵之计，柔然及北凉察觉后分兵追击，没有追上李宝，但是追上了唐契，双方一战，唐契殿后战死，唐和率余众奔前部王车伊洛处。唐和闻北凉残余势力沮渠安周屯居横截城，唐和率军攻克横截城，继而夺取高宁、白力二城，并遣使投降北魏；当时唐契向阚爽进攻，阚爽派使节诈降沮渠无讳，表示与沮渠无讳共同攻打唐契。八月，沮渠无讳率兵前往高昌，将要到达时，唐契已战死，阚爽紧闭城门拒绝会见沮渠无讳。九月，沮渠无讳带领卫兴奴夜袭高昌。阚爽投奔柔然。沮渠无讳占据高昌，派常侍携带着奏表到了建康。后北魏以李宝为西戎校尉府府主，唐和镇焉耆镇，韩拔镇鄯善镇。次年，沮渠无讳建立后北凉。
阚氏高昌
南朝宋大明四年（460年），柔然国势比较强盛，处罗可汗决定帮助阚氏复国。十一月，柔然派遣大军南下攻克后北凉，杀死沮渠无讳的继承人沮渠安周，帮助高昌阚氏重返家园。此时阚爽已死，柔然立阚氏族人阚伯周为高昌王，此后以高昌为国号，亦称“阚氏高昌”。阚伯周建立“阚氏高昌”后，当年即改元“甘露”，但“甘露”年号只持续了六年，466年开始，被迫改奉柔然受罗部真可汗的“永康”年号，[15] 对外彻底继绝与中原王朝的官方关系；对内发展地方经济，崇尚汉族文化传统，信奉佛教。
“阚氏高昌”自阚伯周开始，阚伯周死后，儿子阚义成继位。之后阚义成的兄长阚首归弑杀阚义成篡位。
488年，阚首归被高车王阿伏至罗所杀，阚氏高昌灭亡。[2] [3]
张氏高昌
488年，高昌人拥立张孟明为王。496年，高昌国人将高昌王张孟明杀害。
马氏高昌
496年，高昌国人拥立马儒为高昌王。巩顾礼为左长史，麴嘉为右长史。
497年，派遣司马王体玄到北魏朝贡，请求高昌国举国迁往内地。北魏孝文帝接受了马儒的请求，派遣明威将军韩安保接纳，割伊吾五百里地，供马儒居住。马儒派遣巩顾礼、麴嘉迎接韩安保，出高昌国境四百里，而韩安保不至。巩顾礼等回高昌，韩安保亦回伊吾。韩安保派遣韩兴安等十二人出使高昌，马儒再遣巩顾礼和世子马义舒迎接韩安保。至高昌境外百六十里白棘城。而高昌本地人眷恋本土，不愿东迁，相勾结杀死马儒而立麹嘉为王。
麴氏高昌
麴氏高昌基本上沿用了中原封建王朝的政治制度。王以下，有相当于宰相的令尹；下面设立吏部、祠部、库部、仓部、主客、礼部、民部、兵部等许多行政部门。高昌境内共设4个郡和18个县。各城也仿照内地城市的坊里建筑模式，工商业集中经营，防火、防盗设施齐备，城门由禁卫军把守，各郡、县也分别由司马领兵守卫。
隋开皇中突厥曾破高昌城。隋炀帝即位之初，便派遣吏部侍郎裴矩到张掖、武威主管与西域的互市贸易，并调查了解西域区情。裴矩后来将其获得的有关信息撰成《西域图记》呈上供隋炀帝参阅。
大业四年（608年），隋军进驻伊吾，建筑城郭。之后又设鄯善、且末、伊吾三郡，“谪天下罪人，配为戍卒”，“大开屯田，发西方诸郡运粮以给之”。隋朝开始经营西域诸地事务。 并于高昌国置西戎校尉府统管西域事务。
大业八年（612年）冬，隋炀帝将华容公主嫁给了来朝的高昌王。
大业五年（609年），高昌国遣使朝贡，并出兵协助隋朝攻打高句丽。
唐贞观初（626年），高昌王麴文泰来朝。后来麴文泰与西突厥结盟，轻辱唐朝，唐太宗派遣侯君集、薛万均等大将征讨。
贞观十四年（640年），高昌为唐所灭，置高昌县，后设安西都护府统之。
疆域
十六国时期，高昌郡之东西长度二百里。当时，车师前国仍存，高昌郡的辖境仅限于今交河故城以东。高昌建国前期（阚