隋时因避杨忠之讳，改云中为云内，属马邑郡。有人误以秦、汉时的云中为大同名云中之始；其实秦、汉时的云中在五原境南，距今大同四百余里。《通典》 云中条早已阐明“秦云中郡，今云中单于府是也”；又说“后魏道武自云中徙都平城”。今大同在隋唐时称云中，是由于有了云冈石窟之后，大同在云冈之中，更看明大同东西各百里之处有云东云西，可见大同名为“云中”不在秦汉之时。
唐于621年（唐高祖武德四年）平刘武周，六年置北恒州，七年复废。当时经常受突厥的侵扰，640年（贞观十四年）自今内蒙和林格尔移云州及州治定襄县于今大同。682年（高宗永淳元年）以后，其地为东突厥默啜所陷，州县俱废，移人民于朔州。730年（开元十八年）复置云州，改定襄县为云中县。
843年（会昌三年）唐以云、朔、应诸州为大同道，置都团练使镇领之，844年（会昌四年）升大同都团练使为大同都防御使，878(乾符五年）升大同都防御使为节度使（見新书《方镇年表》）。在新书《沙陀传》有：“迁赤心蔚州刺史、云州守捉使，庞勋乱，诏义成康承训为行营招讨使，赤心以突骑三千从承训。……勋平，进大同罩军节度使，锡氏李名国昌。”庞勋败死于869年（咸通十年）,即封李国昌为大同军节度使，显然与《方镇年表》所记不一。此时李国昌所袭是大同防御。按旧书《咸通 十三年》所叙段文楚、李国昌、卢简方数人之官职皆称大同防御使，李克用以段文楚吞没重军人衣米为由杀段文楚以后，亦只称大同防御留后（留后，官名。唐中叶以来，节度、防御如有事，其继嗣或部下用留后之名，以统辖其众）°这时大同军还未升为节度使。新书一八二简方传称大同节度纯系错误。同传中又以简方由沧州节镇调任大同节镇为“以沧州节镇、屈转大同”，可见必是由节度改为防御，才为“屈转”（岑仲勉先生在隋唐史中已指出）。
总之，大同之名是与沙陀李克用父子为大同防御使。为大同防御留守或大同节度使有关的。这如山西保德州，“保德”之名，也是由于宋景德年间，设置保德军而来的。
