厥汗国灭亡，精河归唐陇右道双河都督府管辖。756年，葛逻禄人占据准噶尔盆地，精河属葛逻禄管辖。840年，精河属喀喇汗王朝管辖。1132年，西辽王朝臣服喀喇汗王朝，精河属西辽。1209年，精河归属蒙古。1225年，成吉思汗把天山南北路以及阿姆河、钖尔河之间的大片土地分封给次子察合台，精河为察合台封地。1264年，阿里不哥臣服于忽必烈，忽必烈在阿力麻里设行中书省。精河属阿力麻里行中书省。1269年，窝阔台汗之嫡孙海都叛乱，精河为海都所据。1306年，海都死后，其子察八儿降元，察合台后裔都哇尽收其