在之后开始不断发展。《汉书·西域传》记载在前2世纪初叶已有30余国分布在西域地区，故有“西域三十六国”之说。在张骞打通西域之前，匈奴在前3世纪初叶逐步开始支配西域各国的势力。后汉朝破匈奴，西域各国转而臣服于汉朝，至汉宣帝神爵二年（前60年），行政机构西域都护府所管辖范围则已不只36国。《汉书·西域传》亦记载在公元前6年－5年期间，西域逐渐分裂为50余国。1世纪开始，半独立的西域各国相互之间不断兼併，至4世纪时逐渐形成了鄯善、车师等几个大国并起的局面。后魏晋设西域长史府，南北朝时期，西域各国臣服于北朝。5世纪