隋（公元581年—公元618年）唐（公元618年—公元907年）时期，突厥、吐蕃等古代民族对新疆历史进程产生了重要影响。突厥是公元六世纪到八世纪活跃于中国西北和北方草原的古代游牧民族。公元552年突厥首领土门打败柔然，以漠北（蒙古高原大沙漠以北地区）为中心建立政权，尔后分裂为东西两部，为争夺汗权争斗不休。八世纪中叶，东、西突厥汗国相继灭亡，其后裔融入了其他民族之中。吐蕃是藏族的祖先，六世纪末兴起于青藏高原，占领青海后，开始与唐朝争夺西域。公元755年，中原地区爆发“安史之乱”（唐代安禄山、史思明发动的叛乱），大批驻守西域的唐军调往内地，吐蕃乘机占领南疆及北疆部分地区。
公元840年，大批回鹘人进入新疆。回鹘，原称回纥，是铁勒(中国古族名)诸部之一。最初活动于色楞格河和鄂尔浑河流域，后迁居土拉河北。公元744年，发展壮大了的回鹘于漠北建立政权，并两次出兵帮助唐朝中央政权平息“安史之乱”。公元840年，回鹘汗国因自然灾害侵袭、统治集团内讧及黠戛斯(中国古族名)的进攻等原因而崩溃，其部众大部分向西迁徙。其中一支迁往今吉木萨尔和吐鲁番地区，后建立高昌回鹘王国；还有一支迁往中亚草原，分布在中亚至喀什一带，与葛逻禄、样磨等民族一起建立了喀喇汗王朝。自此，塔里木盆地周围地区受高昌回鹘王国和喀喇汗王朝统治，当地的居民和西迁后的回鹘互相融合，这就为后来维吾尔族的形成奠定了基础。