49年），唐朝设瑶池都督府，博尔塔拉等地属瑶池都督府统辖。唐永徽二年（651年），瑶池都督阿史那贺鲁背叛唐朝在双河（博尔塔拉河流域）自立为汗。显庆三年（658年），唐朝击灭阿史那贺鲁势力，在博尔塔拉设双河都督府，武周长安二年（702），改金山都护府为北庭大都护府，管辖包括双河都督府在内的天山以北及巴尔喀什湖以东、以南地区。西辽时，博尔塔拉属西辽，1218年，蒙古灭西辽，征服西域，1225年，成吉思汗分封诸子时，把包括博尔塔拉在内的额敏河流域的广大地区封为三子窝阔台的领地。1252年，蒙哥汗为窝阔台汗后裔划分