唐朝初期，在河西设肃、瓜、沙三州。河西全部归唐所属。贞观十四年（公元640年），唐太宗李世民一举铲除东西大道上以西突厥为主的障碍，确保了丝路占道的畅通。唐代的敦煌同全国一样，经济文化高度繁荣，佛教非常兴盛。莫高窟开窟数量多，达1000余窟，保存到现在的有232窟。壁画和塑像都达到异常高的艺术水平，贞观十九年（公元645年），唐玄奘到印度取经返回，经敦煌回到长安。
唐朝兴起的时候，我国西南部的吐番王朝日益强盛。“安史之乱”以后，唐王朝由鼎盛开始走向衰落，从此一蹶不振。吐蕃乘虚进攻河西，攻陷了凉州、甘州、肃州等地。沙州将士百姓坚持了长达11年的抵抗，终因弹尽粮绝，以城降蕃。自此，吐蕃统治了全部河西，长达70多年。吐蕃也信佛教，莫高窟中唐洞窟中保存了大量吐蕃时期的壁画艺术。藏经洞内保存了大量的吐蕃文经卷。
唐宣宗大中二年（公元848年），敦煌百姓难以忍受吐蕃暗无天日的统治，奴隶般的生活，本地人张议潮乘吐蕃王朝发生内乱，联络当地各族群众，聚众起义，赶走吐蕃贵族，一举光复沙州。经过10多年的斗争，全部收复河西、河湟等地，并遣使奉表归唐。唐王朝封张议潮为河西、河湟十一州节度使，建归义军，治沙州。
后来，朝廷诏张议潮人朝为官，沙州张氏宗族内乱。其孙张承奉嗣节度使，叛唐自立“西汉金山国”，自称“金山白衣天子”。此时，甘州回鹘也控制了河西走廊中部地区。“金山国”为打通东西交通，与回鹃交战，结果一败涂地。后回鹘攻打沙州，张承奉难以抵挡，只好投降。公元9l4年，金山国亡，张氏绝嗣，沙州长史曹议金取代节度使地位，统领瓜、沙二州。曹氏统治期间，笼络瓜、沙望族，注意发展生产，重视经济、军事和文化建设，改善同周围各民族的关系，东交回鹘，西联于阗，与邻邦各国和睦相处，保持了稳定和安宁，维持了130多年。
