后辽和北宋的军事对峙重镇。重熙十五年（1044年）升为大同府，建为西京，为辽国陪都，并析云中县置大同县，为大同府治。因处于辽、西夏及宋朝之间，具有重要的战略地位。《寰宇通志》记曰：大同府“以在大同川，故名”。金朝也在此设西京大同府，为金国陪都。元代改为大同路。至元十四年（1277年），意大利旅行家马可·波罗奉元世祖之命出使南洋，路经大同，称大同是“一座宏伟而美丽的城市……这里的商业相当发达，各种各样的物品都能制造，尤其是武器和其他军需品更为出名。”
明清.明代改路为府，隶属山西布政