华夏古史中对于西域地理历史的真实具体记载当始自汉代，同样也在汉代，中央政府在西域各地开始设置地方政府机构。
西汉王朝征服西域之大业是从讨伐匈奴开始的，汉武帝刘彻为了打败匈奴，巩固其统治，决定“通西域，以断匈奴右臂，隔绝南羌，月氏”。为此他先派张骞两度出使西域，以加强同西域诸地的联系，共同对付匈奴。
这是华夏与西域之间的第一次合作，也是一次探索式的合作，双方之间展现了相当高的诚意，最终在这次消灭匈奴的战争中取得了胜利。
自此开始汉廷使护鄯善以西南道诸地的郑吉“并护北道，故号曰都护”。西方王朝在此设立西域都护府，而也是从那一天开始，新疆正式成为中国领土不可分割的一部分。
在此之后，魏晋南北朝时期是华夏王朝民族大融合时期，各民族迁徙往来频繁，又有许多古代民族进入西域，如柔然、高车、罶哒、吐谷浑等，这仿佛是一场历史的盛宴，无数的民族融入这片化外之地，又从这片化外之地来到中原。
民族与民族之间的隔阂好似消失，战争这个绞肉机不光扮演了毁灭者，也扮演了新生。
在此之后，王朝交替，隋朝大业五年，隋炀帝巡幸河西，高昌王麴伯雅等二十七国首领使者，到张掖觐见。
吐谷浑伏允对河西走廊丝绸商道壅遏和劫掠。隋朝击败吐谷浑伏允，隋炀帝在西域东部以及青海设西海、河源等郡，但除了极短暂的控制青海最东边最小的河源郡以外，其他几个郡并未被隋朝控制，隋炀帝派伏顺去管理余众，才到西平，就不能前进，不得不返回。
但隋朝依旧对西域有着一定的控制力，但到了唐太宗接力之后，中原王朝对待西域完全是另一片天地，李靖、李道宗、侯君集等，率领大军数次大破吐谷浑，甚至逼得吐谷浑王伏顺自缢而死，伏顺所部率领吐谷浑全国投降于唐。
天可汗的名号可不是白叫的。此后唐军占领高昌，于该地置西州，又于可汗浮图城设庭州；同年在高昌设安西都护府，后迁至库车，改置为安西大都护府。统安西四镇：龟兹、疏勒、于阗、碎叶。
而唐朝对西域影响最为严重的一次是在唐高宗时期，唐军发动了对西突厥的一系列远征，唐高宗发大军分南北两道进攻西突厥，一举灭掉了西突厥，在此之后西突厥彻底投降，西突厥领土全部为唐所有，加上原本属于西域的土地，盛唐完全占据了整个新疆。
当安史之乱爆发后，唐王朝被严重削弱，甚至连高原上的吐蕃都占据西域北庭，在此之后更是占据了安西。
但不久之后，回鹘终于崛起了，驱逐吐蕃，占据西域。怀信可汗时，回鹘驱逐吐蕃，控制北庭。回鹘保义可汗时，回鹘势力已向西扩展至焉耆、龟兹。
吐蕃和回鹘都衰落下来后，这一地区进入混战时期。西域在这时出现了几个国家并列存在的局面。
其中主要有高昌、黑汗王朝和于阗等地方政权，这样的割据局面一直从唐朝灭亡之后维持到了现在，事实上并非是所有的西域王国都对大宋不敬，有些王国还是依旧俯首帖耳的。
因为这些王国的主人在西域根本没有什么地位，出于偏远之地，还有便是在联军之时见识过大宋的力量，胆小的他们不敢对抗大宋，只希望自己在西域的偏僻之地生存下去。