西汉时，前127年，汉武帝派卫青出云中击败匈奴的楼烦、白羊二王，佔领「河间」，即河套。大臣主父偃上疏建议在河套筑城以屯田、养马，作为防御和进攻匈奴的基地。汉武帝接受这一建议，当年即置朔方郡（今内蒙古巴彦淖尔市磴口县）和五原郡（今包头西）。前125年置西河郡（今陕西府谷西北）。河套地区还包括之前的云中郡和定襄郡，以及北地、上郡的北部。此外，移居此地的匈奴人，成为半独立属国，附属于汉朝，成为汉朝的佣兵。西汉时期将北地郡郡治移至西套地区今宁夏吴忠西，汉朝大量将汉人移民至此地，居民引黄河灌溉，当地农业迅速发展