世纪初，西晋因居于北方的各个胡族起兵而覆灭，进入五胡十六国时期。中国西北部建立了一个又一个的不同民族的政权，包括前凉、前秦、北凉、后凉和西凉。这些政权都试图保持对西域诸邦国的控制。最终鲜卑族的北魏重新统一中国北方，控制了今天新疆东南的一部分。疏勒、于阗、龟兹和且末等政权控制了西部，而中央吐鲁番附近则被北凉的延续者高昌所统治。5世纪末，吐谷浑和柔然开始分别侵入新疆南部和北部，中原政权（北朝）逐渐丧失对此地的控制。从6世纪中叶开始，突厥在阿尔泰山地区崛起，数年间击败柔然，建立了西至里海、东抵大兴安岭、横亘中