隋朝置陈留郡于浚仪县(今开封市祥符区),后改陈留郡为汴州。隋炀帝时期开凿的两千多公里的大运河中段是联通黄河与淮河、贯穿汴州的汴河,大运河黄河至淮河段又称通济渠。唐高祖武德四年(621年),设汴州总管府,下辖汴州、洧州、杞州、陈州。武德七年(624年),汴州总管府改为汴州都督府。唐太宗贞观元年(627年),设河南道,道治浚仪县(今开封市祥符区)。唐玄宗天宝元年(742年),汴州一度改设为陈留郡。唐德宗建中二年(781年),李唐的宗亲李勉到汴州任节度使,增筑汴州城(今开封市祥符区)达22里。兴元元年(784年),李希烈占据汴州城,僭即皇帝位,自称国号“楚”,建年号为“武成”,以汴州为大梁府治。五代时期的后梁、后晋、后汉、后周先后定都于开封, 称之为“东都”或“东京”,这一时期开封正式取代了洛阳,成为全国的政治、经济、文化、交通中心。后梁定都开封十七年,时间虽短,但国家的租赋较轻,人民得到休养生息,同时,后梁定都开封,使中国的政治、经济、文化、军事中心从河洛地区的洛阳转向豫东平原的开封地区,对中国古代的都城转移及政治中心转移具有重要的划时代意义。923年,后梁灭亡,继起的后唐定都洛阳,于开封置汴州。936年,石敬瑭灭唐,建立后晋,又从洛阳迁都到开封。947年一月十日,契丹军攻克后晋首都开封,后晋灭亡。947年二月,耶律德光在开封登基,改开封为南京,改汗称帝,定国号为“大辽”,是为辽太宗。辽军北撤后,后汉立国仍定都开封,951年,郭威发动澶州(今濮阳市)兵变,灭后汉建后周。郭威勤政爱民,大力改革使后周出现了新的气象。954年,周世宗柴荣即位。柴荣在郭威的基础上,整顿朝纲,改革弊制,在内政、外交和军事都取得了很大进展。他三次征伐南唐,夺得“淮南十四州”的土地,并恢复了江淮漕运,使开封经济进一步提升。955年,他又发动10万民夫在原汴州城(今开封市鼓楼区)外筑外城。960年,后周殿前都点检、宋州(治今商丘睢阳区)归德军节度使赵匡胤在开封城北40里的陈桥驿(今属新乡市封丘县)发动“陈桥兵变”,以“宋”为国号,建立宋朝,建都东京开封府,历经9帝、168年。