改州为郡，兰州改称金城郡，子城县改为金城县，为郡治；广武县先改称允吾县，后又改称会宁县，属武威郡。
唐高祖武德二年（公元619年），复置兰州，废金城县入五泉县，为州治； [40-41]兰州领五泉、广武、狄道三县。后又改五泉县为金城县。唐玄宗天宝元年（公元742年），改兰州为金城郡，改金城县为五泉县。天宝三载（公元744年），析金城郡狄道县置狄道郡，金城郡领金城、广武二县。唐肃宗乾元元年（公元758年），复改郡为州，金城郡复名兰州。次年，改广武县为金城县。唐代宗广德元年（公元763年），吐蕃占领兰州。吐蕃在河陇地区沿袭唐朝制度，亦设州、县，州设大都督，县设都督，兰州亦当如是。
五代至北宋初年，吐蕃衰落，吐蕃部落散居在今兰州市。是时，党项族崛起。 [41]北宋景祐三年（公元1036年），党项羌元昊占领兰州，在原广武县境置卓啰和南监军司（在永登县红城镇）。元丰四年（公元1081年），北宋击败西夏，收复兰州，兰州辖龛谷寨（在今榆中县小康营）、东关堡（今东岗镇）、皋兰堡（在西固区关山一带）、阿干堡（今七里河区阿干镇）、西关堡（在今七里河区土门墩西），筑定西城（在今榆中县三角城）、定远城（今榆中县定远镇）。宋徽宗时，在兰州城置兰泉县。北宋时，兰州属熙河兰会路经制使司管辖，所辖城、寨、堡均为军事性质兼管民事，为以军辖民的建制，设震武军（在今永登县连城镇），亦由熙河兰会路经制使司管辖。南宋绍兴元年（公元1131年），女真族金国占领兰州，撤兰泉县入兰州，兰州辖定远县（今榆中县定远镇），龛谷县（今榆中县小康营）、阿干县（今七里河区阿干镇）。金正大三年（公元1226年），置金州，领龛谷、定远2县；州治龛谷县，金兰州、金州先后属临洗府、临洗路管辖。