高昌回鹘先后臣属于辽、宋、西辽。
吐鲁番元太祖四年（1209年），高昌回鹘杀西辽派驻高昌回鹘国的“国监”，归附蒙古。高昌回鹘王国称为畏兀儿王国，保留亦都护王治。元太祖二十年（1225年），成吉思汗分封诸子，高昌亦都护保持原辖地。元至元十一年（1274年），元朝于畏兀儿地置断事官。1275年，察合台汗国汗都哇与海都联兵反元，率兵十二万，围攻火州（高昌故城）长达六个月。畏兀儿亦都护火赤哈儿的斤将其女送于都哇，叛军解围而去。之后，都哇又围攻火州。火州陷落。火赤哈儿的斤退守哈密力，哈密随之攻陷。火赤哈儿的斤战死，其子纽林的斤率部东奔甘肃永昌。高昌回鹘王国名存实亡。元至元十五年（1278年），元在畏兀地初设提刑按察司，1281年撤销。元至元十七年（1280年），置交钞提举司，专理至元钞发行和管理。元至元二十年（1283年），设火州宣慰司，掌管军民事务。元大德三至六年（1299-1302年），都哇控制了火州。元大德十年（1306年），海都之子察八儿向元朝投降，叛乱告终。火州归元朝直接管辖。至顺元年（1330年），元朝复立总管府于火州。元末，吐鲁番分为柳城、火州、吐鲁番三部，皆设万户府达鲁花赤，吐鲁番地名第一次出现。元至正七年（1347年），东察合台汗国攻占吐鲁番、火州、柳城。吐鲁番、火州、柳城臣属东察合台汗国，并朝贡于明王朝。
明正统十三年（1448年），吐鲁番地面也密力火者吞并火州、柳城，称王。王都安乐城（今吐鲁番市东郊安乐故城）吐鲁番的政治、经济、文化中心开始在现今的吐鲁番市形成。明成化二十三年（1487年），阿黑麻在东察合台汗国东部的吐鲁番称汗，建都吐鲁番（安乐城）。明隆庆四年（1570年），叶尔羌汗国占领吐鲁番，吐鲁番属叶尔羌汗国。
清康熙十七年（1678年），准格尔汗国曾一度控制吐鲁番，与清朝反复争夺。清雍正十年（1732年），准格尔进攻吐鲁番，额敏和卓不敌，率部八千余人迁入甘肃瓜州（今甘肃安西）。清朝乾隆二十年（1755年），清平定准格尔，吐鲁番属清王朝。1756年，额敏和卓率部迁回鲁克沁（今鄯善县鲁克沁）。清乾隆二十三年（1758年），清封额敏和卓为郡王。清乾隆二十四年（1759年），清置辟展（今鄯善县城）办事大臣及同知，隶甘肃布政司。建吐鲁番六城：辟展（今鄯善县城）、吐鲁番城（今吐鲁番市东南）、鲁克沁、色更木（今胜金）、哈喇和卓、托克逊。办事大臣驻辟展。设办事大臣后，吐鲁番实行军府制与扎萨克制并行，扎萨克由郡王担任。清乾隆三十六年（1771年）设辟展巡检。清乾隆四十四年（1779年），辟展办事大臣改为吐鲁番领队大臣，及同知，移驻广安城（今吐鲁番市老城），行政中心移至今吐鲁番市。清同治九年（1870年），浩罕汗国阿古柏侵占吐鲁番、辟展、托克逊各城，在各城建回城。清光绪三年（1877年），清收复吐鲁番、辟展、托克逊。清光绪十年（1884年），新疆建省。吐鲁番直隶厅成立，辖今吐鲁番、鄯善、托克逊范围。清光绪二十八年（1902年），辟展巡检改置为鄯善县，隶属吐鲁番厅。
行政区划
全地区辖吐鲁番市、鄯善县、托克逊县，总面积7万平方公里，共有31个乡（镇）、街道办事处，172个行政村。
