隋唐时期，兰州成为丝绸之路重镇之一后，中西文化的交流更趋频繁，加之西方各国使节往来不断在兰州停留，对兰州地区佛教和佛学的发展起了一定的推动作用，佛教影响进一步扩大和加深。
唐初玄奘西行取经，往返都经过兰州。玄奘（600—664年），今河南偃师县人，俗姓陈，名袆，法号玄奘，在神话小说《西游记》中被称为唐僧。
玄奘西行过陇山后，沿渭河西行，经渭源，过狄道，越沃干岭，沿阿干河谷到达兰州。由兰州城北金城关对面的白马浪一带渡过黄河，向西沿庄浪河谷西去。至今兰州还留有白马浪的传说，兰州市根据这一传说，在白马浪黄河南岸塑了唐僧西天取经的雕塑。
这一时期，兰州城区出现了大量佛寺，最著名的有三大寺院，即庄严寺、嘉福寺（亦名木塔寺）、普照寺（又名大佛寺）。从现有史料看，这些寺院建筑都是僧人与士人、宗教文化与士人文化结合的产物。
庄严寺原址位于兰州市张掖路北侧今“兰州晚报社”院内，是旧金城名刹之一，也为兰州市现存建造年代最早的古建筑。据《重修皋兰县志》记载：“庄严寺相传为薛举故宅，在城中鼓楼西，唐初建，元至元年间重修，明成化十六年（1480年）兰州都指挥刘瑛再修。”现存大殿三座，1963年公布为省级重点文物保护单位。
庄严寺原建筑群规模宏大，布局严谨，有山门、朝房、过殿、大殿、后殿，并建有东、西陪殿、厢房、钟鼓楼及跨院，构成完整的三进院落及官园等四组建筑，为兰州珍贵的文化遗产。庄严寺以“塑绝”、“写绝”、“画绝”三绝名动金城。
塑绝指寺内佛教造像。庄严寺造像有过殿内的韦陀及布袋和尚，殿两侧天王四大金刚；大雄殿（正殿）内塑的三佛二弟子四菩萨；后殿所塑五佛。据《兰州市志·文物志》记载，大雄殿内的三佛从其手印和持物上看，应为法、报、应三身佛，三佛均前额宽广，两颊丰满，颜面方圆，双目微闭，作沉思状，神态庄严。头盘螺髻，肩宽背挺，结跏跌坐于仰覆莲束腰佛座上，神采异常。此三佛塑坐于大殿内明、次间金槽内。明间中佛前左、右两侧侍立迦叶、阿难二弟子，其中迦叶身驱前倾，静中欲动，表情深沉，脉络曲张，刻划了迦叶为一苦行僧的表像；阿难则双手合什，面容清秀，刻划了一个少年僧人的典型形象。三佛两侧分立四菩萨，均戴花冠、着披带、秀发垂肩、胸腹袒露、缨络缠身、飘带飞舞、裙折衣绉，形象完美。佛像身后均浮雕背光，纹饰为火焰纹、瑞草纹、几何纹，每幅背光顶部都塑一金翅鸟，两侧蹲有瑞兽，体现了藏传密宗的成分。后殿内的五佛，雕塑也非常精美，据清道光三年（1823年）《补修五佛殿记》碑载：“夫后殿塑像，神妙倾覆六州真无匹，莲衣细叠直超九府少有双。”关于佛妆，据《补修五佛殿记》碑载，清嘉庆间曾“金妆正殿法身”，这是重修庄严寺时对佛像妆金，后代均保持下来。其他各尊造像均绘彩，菩萨肢体涂白色，衣裙则为红、褐、青、绿等色。众像高2米至2．5米不等。“塑绝”是庄严寺的骄傲。
写绝，也谓“书绝”。是指悬挂于大雄殿明间檐下“大雄殿”横匾之后的庄严寺额“敕大庄严禅院”六个大字。为元代至元年间重修时所书。竖额高约1．5米，宽约1米，四周镶木雕纹饰额边，额心镂刻“敕大庄严禅院”六字，竖排两行，每行三字。竖额字体工整，笔划厚重，饱满有力，醒目庄重。额旁有兰州金翼乾书写之考证木牌一块，上书：“考此敕大庄严禅院六字为元代李浦光所书，字体遒劲，直逼鲁公，邑乘称其写绝，汹非虚也。特悬之以供艺术家欣赏云。”画绝，是指大雄殿内明间佛像后壁整壁所画之观音像。像高约2米，据介绍观音画像的一横幅纸条云：“观音形体高妙，有吴道子画风。”又据《甘肃新通志稿·金石志·壁画》载：“庄严寺壁观音像，在兰州城内，即俗所称三绝者也。盖寺中榜书仿颜鲁公笔意者为书绝。佛像庄严端好为塑绝。观音为画绝，云壁高丈余，像作安禅状，首覆纱壳，如迎风欲举，洵宋元高手所作。”画像身材比例适度，体态端庄大方，丰颊宽额，造型特点与殿内塑像一致。头饰繁华，头巾下花朵簪钗密而不乱，既着意局部妆饰，也经意整体效果。
所绘衣饰用色淡雅，并以工整的线条刻画衣带飘逸，静中有动。绝无多余之线条，极具工笔之风，故被世人称为画绝。
普照寺又名大佛寺，故址在今兰园（少年宫），据史书记载，为唐初敕建，历经宋、元、明、清数代重修、扩建，其规模已是兰州佛寺之首。又据《兰州市志·文物志》记载，普照寺坐北朝南，主要建筑有山门、金刚殿、天王殿、大雄殿、****殿、藏经楼、观音堂、灶君殿、钟鼓楼等。各殿均有塑像，其中大雄殿三尊佛像，塑工极佳。明间后壁所绘大悲观音佛像，计有十一个头，四十二只手臂，每只手各持法器一件，金碧辉煌，绚丽多彩。大雄殿后为****殿，是一座具喇嘛教特征的佛殿。该殿建于元代。“喇嘛”为藏语语音，译意为“上师”。普照寺****殿内有一嘛呢****，木制，高约10米，八面六层，每面每层各塑佛像一尊，计四十八尊法像，巨大****固定于大梁与地面间，即推即转，轮上写“****恒转”、“雨花金界”八字轮额。轮旁有柱，柱上攀龙四条。****殿后为七楹藏经阁，阁内正中供奉文殊、观音、普贤三菩萨塑像，两侧分立药师、释迦、弥陀、韦驮等木雕佛像及铜接引佛，后壁绘千佛。阁内东、西壁各镶木橱四个，橱内存放明万历太后所赐《大藏经》640部，计6346卷。木橱外绘菩萨立像八尊，高约丈余。藏经阁内塑、雕、绘均极工致，深为瞻仰者赞赏。普照寺钟楼内悬铁钟一座，钟高3米，口径2米，重达万斤，为金章宗泰和二年（1202年）侍鉴郭镐监造。铁钟铸造精良，声音宏远，并铸铭：“仙闻生喜，鬼闻停凶，击破地狱，救苦无穷”十六字，昔日“金城八景”之一“古刹晨钟”即指普照寺内悠远的钟声。
民国十七年（1928年）普照寺内部分殿堂被国民军辟为“中山市场”。1939年2月23日，日本飞机空袭兰州，普照寺被夷为平地，只有“泰和铁钟”幸存于残垣瓦砾之中。
嘉福寺旧名宝塔寺，俗名木塔寺，在城内西北隅，即今“木塔巷”北端。为唐贞观四年（630年）冬，高昌国王麴文泰长安朝拜太宗李世民，在返回途中路过金城时捐资修建。嘉福寺木塔是兰州建造最早、最有名望的佛塔。据《重修皋兰县志》载：“嘉福寺，旧名宝塔寺，俗名木塔寺，在城内西北隅，唐贞观九年（635年）高昌王建，元至元年间重修，赐名嘉福，明永乐中重建，宣德六年，成化三年，嘉靖三十五年肃藩屡修”。“国朝（清）康熙二十五年巡抚叶穆济、道光十三年总督杨遇春再修”。“寺有木塔，十三层，高入云霄，康熙初毁于火，重建之后较旧制卑小矣，同治十三年复毁于火”。
麴文泰是虔诚的佛教信徒，唐贞观年间，高僧玄奘赴印度取经途经高昌国，麴文泰将玄奘奉为上宾，拜为国师，结为兄弟，并经常带着嫔妃、大臣一起听玄奘讲经说法，麴文泰欲留玄奘辅佐国事，但玄奘坚辞西行，并以绝食明志，无奈，麴文泰敬赠玄奘大笔盘缠，送行百里，于交河（今新疆吐鲁番西侧）挥泪相别。唐贞观四年（630年），麴文泰到唐都长安晋见唐太宗李世民，唐太宗认麴文泰之妻为宗亲“诏赐李氏、封常乐公主”。回国途中，麴文泰慷慨解囊，在故乡金城造佛塔一座，此塔即为嘉福寺木塔。木塔建筑制式为十三层楼阁式，高50余米，塔身呈八角形，自下而上，逐层缩小，该塔每层每面均雕佛像及以民间传说为内容的图画，塔刹为宝珠形，生铁铸成，直径约1．7米，上铸“宝塔建于唐贞观九年（635年）”9个字。
塔内各层均设楼梯，登塔者可螺旋登至顶层塔室，塔室直径约3米，周围设平座栏杆，登临者可凭栏远眺。木塔规模可与我国现存最高木塔——山西应县佛宫寺释迦塔媲美。清康熙年间，嘉福寺木塔毁于火灾，康熙二十五年（1686年），在原址上重新建了一座木塔，但规模较小，这座木塔又于清同治十三年（1874年）被焚为灰烬，木塔自此名存实亡，塔下九楹殿宇也易为民居。但《兰州市志·文物志》载：“据学者王素考证：嘉福寺木塔是贞观八年（634年）高昌国所遣使者，于贞观九年（635年）返国时，以麴文泰名义建造的。木塔为十三层楼阁式，高50余米，塔身呈八角形，自下而上，逐层缩小，每层每面均雕佛像，塔刹为宝珠形，生铁铸成，直径约1．7米，上铸‘宝塔建于唐贞观九年’9个字。塔内各层均设楼梯。登塔者可螺旋登至顶层塔室，塔室直径约3米，周围设平座栏杆，登临者可凭栏远眺。”除西方佛教沿丝绸之路经兰州东传和中国僧人经兰州西去求经，有效地推进了兰州地区佛教文化的发展外，唐蕃联姻也是促进兰州佛教文化发展的一个方面。
兰州地区历史文化的发展，也在一定程度上受到了和亲与民族间通婚的影响，宗教文化就是一个比较明显的例子。隋唐时期，以和亲形式带动起来的宗教交流，在繁荣了兰州地区丝绸之路运输的同时，也繁荣了佛教文化。
隋末唐初，吐蕃在青藏高原上崛起。唐太宗于贞观十四年（640年）将文成公主嫁给远在青藏高原的吐蕃首领松赞干布。在文成公主和亲70年后，在吐蕃的一再请婚下，唐中宗于景云元年（710年），又将金城公主嫁给松赞干布的五世孙赞普赤德祖赞。在两位公主出嫁时，唐王朝不仅赔嫁了许多珍宝器物、锦绮服饰、饮食器皿、佛像佛经等，还带去了谷物、果品、蔬菜的种子，药材、蚕种，以及大批的医药、种树、工程技术、天文历法方面的书籍。
当时的兰州已经成为丝绸之路上的重镇之一，是文成公主、金城公主前往青藏高原的首选之路。据《新唐书·地理志》载，文成公主、金成公主从长安出发，经秦州、河州、鄯州入藩，但据《甘肃公路交通史》等史书记载，文成公主从长安城出发后，沿丝绸之路中线西行，经陇山、成纪、天水、口（今定西）、榆中到兰州，再从兰州河口一带过黄河到青海。金城公主联姻吐蕃也是走的这条路。吐蕃为了迎接大唐公主，在其境内沿线建造了很多寺庙、驿馆，而唐朝为了给前来迎接大唐公主的吐蕃使者提供方便，也在唐境内沿线建造了很多寺庙，以供使者居住和公主休息。据说榆中来紫堡、金崖一带古寺庙如黄家庄的弥勒院、寺背后的妙乐院，李家庄的长寿寺等，都是为文成公主嫁往西藏临时修建的禅院，供公主路过和吐蕃迎亲者住宿。当时在榆中修建寺庙的本意虽不是为了宏扬佛教，但它却在客观上促进了兰州和吐蕃的佛学交流，推动了兰州佛教的发展。榆中县清水驿还流传着一个民间传说，当年文成公主入藏的时候，曾经在这个地方住宿过一夜。由于远离亲人，公主闷闷不乐，茶饭不思，侍女端来饭菜和水后，公主只将水留下。
公主看到水后，觉得这水非常清澈，于是端起来喝了一口，觉得这水甜美异常，便将一碗水全部喝了，不由说道：“只有此地清水甜美”，从此以后，这里就被人们称之为清水驿。
公元9世纪初吐蕃王朝瓦解后，佛教再次弘传于青藏高原，形成带有藏族色彩的藏传佛教。元世祖忽必烈还尊藏族佛教萨迦派八思巴为帝师，统天下释教。而迁入兰州地区的蒙古部落也逐渐信仰藏传佛教。因此，在兰州地区，经与儒家文化为主体的汉文化、中国国教道教相互碰撞、融合、改造后形成的具有汉文化色彩的佛教，与藏族、蒙古族等原有的文化再次融合后，逐渐形成为有藏传佛教特色的多元化佛教文化。如现在的永登鲁土司衙门的土司家祠妙因寺、兰州五泉山的嘛呢寺、白塔山的白塔、白衣寺的白衣寺塔等，或是纯粹的藏传佛教建筑，或为藏传佛教与汉传佛教相结合的佛教建筑。
除佛教外，祆教、******教等也是经丝绸之路传入兰州地区的。
祆教，大约在公元前5世纪～前1世纪沿丝绸之路向东方传入西域。据有关史料记载，当时西域各国都信仰琐罗亚斯德教。在南北朝时受到中国北方各国皇帝的支持，唐朝时建有许多祆教祠宇以备“胡商祈福”，地方政权为控制其发展，曾设立萨薄一职，试图将宗教纳入国家管理体系中。但该教于宋代以后就基本在中原地区消失了。
回族人信仰的******教是元代传入兰州地区的。随着回族人口的不断增加，******教的影响也逐步扩大，经过一百多年的发展，到明清时期，终于形成了一个独立的******民族宗教文化。