武德元年（618）八月唐高祖李渊派使到凉州，招抚李轨，轨大喜，派弟懋入贡。渊拜轨为凉州总管，封凉王。十一月，凉王李轨称大凉皇帝，改元安乐（《资治通鉴》卷一八六·唐纪二）。
武德二年（619）李轨手下将领安修仁之兄兴贵，在长安当官，受唐高祖派遗，游说李轨归唐，轨不听，于是兴贵与修仁联络诸胡起兵击轨，轨战败被俘，后送往长安被杀。至此，河西为唐占领。是年唐置凉州总管府，以秦王李世民为左武侯大将军，使持节，凉、甘等九州诸军事，凉州总管。派黄门侍郎杨恭仁安抚河西，后为凉州总管（《资治通鉴》卷一八七·唐纪三）。
武德三年（620）八月突厥袭凉州，败杨恭仁，掠男女数千人而去。
武德八年（625）四月凉州胡人睦加陀引突厥袭都督府，被长史刘君杰击退（《资治通鉴》卷一九一·唐纪七）。
武德九年（626）三月突厥进攻凉州，被都督长乐郡王幼良击退。
贞观元年（627）唐太宗闻凉州都督长乐郡王幼良，性粗暴，左右百余人皆无赖子弟，且侵暴百姓，与羌、胡来往，并有异志。太宗遣中书令宇文士代之。幼良欲杀士以据河西，太宗知之，赐幼良死（《资治通鉴》卷一九二·唐纪八）。二月唐分全国为十道，凉州属陇右道。
贞观十三年（639）十一月唐宗室女弘化公主嫁吐谷浑王慕容诺曷钵（《资治通鉴》卷一九五·唐纪十一）。
龙朔三年（663）吐蕃发兵大破吐谷浑，吐谷浑王慕容诺曷钵与弘化公主引残部遁走凉州，并请求徙居内地（《资治通鉴》卷二0一·唐纪十七）。
咸亨元年（670）以左相姜恪为凉州道行军大总管，以御吐蕃（《资治通鉴》卷二0一·唐纪十七）。
万岁通天元年（696）九月突厥袭凉州，将都督许钦明捉拿。
久视元年（700）闰七月吐蕃将麹莽布支袭凉州，围昌松（今古浪县西北）。陇右诸军大使唐休璟与之战于洪源谷（在今甘肃武威市东南），六战皆捷，吐蕃大败（《资治通鉴》卷二0七·唐纪二十三）。
长安元年（701）十一月以主客郎中郭元振为凉州都督、陇右诸军大使。元振善于抚御，在凉州五年，夷、夏畏慕，令行禁止，牛羊遍野，路不拾遗（《资治通鉴》卷二0七·唐纪二十三）。
开元二年（714）河西节度使郭知运献《凉州大曲》于长安，受到玄宗赞赏。
开元八年（720）十一月突厥袭甘、凉等州，打败河西节度使杨敬述，掠契部落而去（《资治通鉴》卷二一二·唐纪二八）。
开元二十一年（733）唐分天下为十五道，各置采访使（《资治通鉴》卷二一三·唐纪二九）。凉州属陇右道。
天宝元年（742）唐在边境地区设10个节度使，河西节度使是其一。河西节度使统大斗（在今甘肃永昌县西南）、宁寇（在今张掖市东北十余里）、玉门（在今甘肃玉门市赤金镇销东）、豆卢（在今甘肃敦煌市西）、新泉（在今甘肃靖远县西南黄河南岸）等军及交域（在今甘肃永昌县西）、白亭（在今甘肃民勤县东北白碱湖南一带）等守捉，屯兵凉州、肃州（治所在今甘肃酒泉市，辖境相当今甘肃疏勒河以东、高台县以西地区）、瓜州（治所在今甘肃安西县东南锁阳城。辖相当今甘肃安西县一带）、沙州（治所在今甘肃敦煌市西。辖境相当今甘肃敦煌市以西至新疆罗布泊、且末县一带）、会州（治所在今甘肃靖远县东北。辖境相当今甘肃靖远、定西、会宁等地县），治凉州。统领兵七万三千人，主要防吐蕃、突厥的进犯（《资治通鉴》卷二一五·唐纪三一）。
至德二年（757）正月河西兵马使盖庭伦与武威九姓商胡安门物等杀节度使周泌，聚众六万造反。武威大城之中，小城有七，胡据其五。唐支度判官崔称与中使刘日新以二城兵攻之，经十七日乃平（《资治通鉴》卷二一九·唐纪三五）。
广德二年（764）凉州被吐蕃占领（《资治通鉴》卷二二三·唐纪三九）。历时97年。
大和三年（829）著名诗人李益卒。李益，姑臧人，长于七绝，有《李益集》传世。《全唐诗》辑李益诗二卷。
咸通二年（861）归义节度使张议（义）潮收复凉州。
咸通四年（863）置凉州节度使，领凉州、洮州（治所在今甘肃临潭县。辖境相当今甘肃临潭以西、西顷山以东洮河流域）、西州（治所在今新疆吐鲁番市东四十余里的高昌故城。
辖增相当今新疆吐鲁番市及鄯善县北）、鄯善（治所在今青海省乐都县。辖增相当今青海西宁市及湟中、平安、乐都等县地）河州（治所在今甘肃临夏市西南。辖境相当今洮河、大夏河中下游流域、湟水下游及桑园岐积石峡间黄河流域地、临州（治所在今甘肃临洮县。辖境相当今甘肃临洮、康乐等县地）。