炀帝大业二年（606年），改棣州为沧州。大业三年（607年），改沧州为渤海郡，领十县：阳信、乐陵、滴河、猒次、蒲台、饶安、无棣、盐山、南皮、清池。治所在阳信县（今山东省阳信县西南西程子坞）。辖境相当今山东省滨州市、商河县以北，乐陵市及河北省南皮县以东，黄骅市以南，东至海。隋末，渤海郡归宇文化及之许，省併蒲台县。夏五凤元年（618年），取渤海郡清池、乐陵、饶安、无棣、盐山、南皮六县置沧州，许渤海郡仅余阳信、滴河、猒次三县。唐高祖武德二年（619年），取许之渤海郡，改为沧州，渤海郡之名不再作为行政区划名称。