隋朝末年，东突厥势力增长，东至契丹、室韦，西尽吐谷浑、高昌诸国，都在其役属之下。630年（唐贞观四年）唐朝出兵灭了东突厥，“斥地自阴山北至大漠”，将漠南地区收入版图。此后50年，东突厥一直是唐朝的属国。6世纪以前活动在漠北的铁勒诸部役属于突厥。
629年，在东突厥将亡之际，铁勒部之一薛延陀建汗国于漠北，建牙于郁督军山下。其盛时疆域东至室韦，西至阿尔泰山，南至突厥，北临瀚海（指杭爱山）。
646年（贞观二十年）唐朝一举灭了漠北的薛延陀，大漠南北全入唐版图。于是以大漠为界，在漠北设安北都护府（先于647年置燕然都护府于河套乌加河北，663年移治回纥本部土拉河畔，改称瀚海都护府。669年改称安北都护府仍治漠北，在今蒙古共和国杭爱山东端），统辖漠北铁勒诸部都督府州；在漠南设单于都护府(663年置云中都护府，治云中城，今内蒙古和林格尔北土城子，664年改称单于都护府)，统辖漠南突厥诸部都督府州。这是唐朝北方疆域极盛时期。
679年（调露元年）由于单于都护府境内的突厥叛唐，682年（永淳元年）突厥复国，唐朝势力退出漠北。698年（圣历元年）单于都护府并入安北都护府，移治阴山以南。
7世纪初，回纥兴起于薛延陀北娑陵水（今色楞格河）一带，先臣服于突厥，后臣服于薛延陀。突厥亡后，与薛延陀平分漠北。646年薛延陀为唐所灭，回纥奄有其地。744年（天宝三载）建国，745年击杀突厥白眉可汗，斥地辽阔，东极大兴安岭的室韦，西至金山（阿尔泰山），南临大漠，尽得突厥故地。建牙鄂尔浑河，为漠北一大强国。
