汉代匈奴臣服诸羌。汉武帝时，霍去病打败匈奴，设立河西四郡，开通西域，隔断羌与匈奴的联系。元鼎五年（前112年），匈奴策动先零羌、封养羌、牢姐羌，合兵十万，攻打令居（今永登县），次年，李息、徐自为率军10万打败羌人，占领河湟地区，置护羌校尉，设立浩亹县，治在今永登县河桥镇。汉宣帝元康三年（前63年），光禄大夫义渠安国巡察河湟地区，滥杀羌人，激起诸羌反抗，攻打金城等地。神爵元年（前61年），赵充国率军从金城渡过黄河，在河湟地区采取安抚和屯田政策，传来中原先进的农耕和水利技术，设金城属国，安置诸羌，直到西汉末，羌汉共处无事。东汉末，羌汉之战不断，金城郡一带，成为拉锯地带，汉羌人民备受战祸之苦，人口不满百户。汉献帝建安末年，苏则任金城郡太守，出塞招徕3000多落羌人归郡，引进中原先进的耕作技术，亲自教民耕种，当年就获大丰收，归附者日多。
汉代，金城郡分布过先零、烧当、卑湳、罕、牢姐、勒姐、当煎、当阗、烧何、吾良、且冻、傅难等羌人部落。东晋十六国时期，仍有羌人在金城郡等地活动。西秦建弘八年（427年），居住在西秦武始（今临洮至兰州）的山羌叛秦，秦王炽磐遣左丞相昙达招慰，山羌执昙达，送于夏国。其后，羌逐渐与汉人及其他民族融合。
（2）月氏
月氏先秦时驻牧在今河西祁连山敦煌一带。西汉初，月氏遭受匈奴冒顿单于的袭击，绝大部分迁徙到伊犁河流域，史称大月氏；少部分留居祁连山南至湟水流域，与羌人杂居，通婚，史称小月氏。汉武帝元狩年间，取河西，开湟中，小月氏来降，与汉人杂居。其服饰、饮食、语言大致与羌人相同。有7大种，有精兵9000人，分布在湟中及令居（治今永登县城附近）。还有数百户在张掖，称义从胡。汉灵帝中平元年（184年），湟中义从胡北宫北玉、李文侯等起义，与北地先零羌遥相呼应，合攻金城。金城人边章、韩遂响应起义，杀护羌校尉泠徵、金城太守陈懿，席卷陇右。月氏俗以金、银、钱为货，畜牧逐水草而迁徙，与匈奴同俗，信奉佛教。后来，小月氏逐渐融合于羌人和汉人中。
（3）西戎
上古，今兰州地区为羌戎族驻牧地。秦穆公时，西伐诸戎，“并国十二，开地千里”（《史记·秦本纪》）。秦昭王三十五年（前272年），宣太后诱杀义渠戎王，灭义渠戎，在戎人居地置陇西郡（今天水至兰州）、北地郡（今平凉、庆阳至宁夏）、上郡（今陕北）。此后戎族不见于记载。
（4）匈奴
匈奴战国时崛起于大漠南北，不断侵扰燕、赵、秦北部地区，今兰州地区毗邻秦国，为匈奴驻牧地。永登县树屏曾发现匈奴墓葬1座，出土鹰头饰、鹿形饰、犬纹牌饰等铜器164件，是匈奴曾在兰州地区生活过的明证。秦始皇三十二年（前215年），蒙恬率军攻打匈奴，占领“河南地”，设置榆中县，防御匈奴。秦末匈奴重新占领“河南地”，降服诸羌，侵扰汉境。汉武帝元朔二年（前127年），击败匈奴，收复“河南地”。元狩二年（前121年），霍去病两次出击河西走廊的匈奴，占领河西，在今西固城附近置金城县，控制黄河渡口。是年秋，河西匈奴浑邪王四万匈奴在金城渡过黄河降汉，汉武帝封浑邪王等为侯，将匈奴部众安置在“河南地”五郡。匈奴一部安置在天水郡勇士县（今定西、榆中一带），保留匈奴的生活习俗，置天水属国都尉（治所勇士县）管理之。后来，这些匈奴融入汉族及其他民族中。
十六国时，匈奴赫连勃勃在今陕北建夏国。后被北魏攻击，赫连氏部众西徙。宋文帝元嘉三年（426年）八月，夏主赫连昌遣征南大将呼卢率骑兵两万，攻打西秦苑川（今榆中县苑川河流域）。
（5）卢水胡
卢水胡为匈奴的一支。汉以来，匈奴残部散居河西各地。
十六国时，居住在临松（今张掖市南）、卢水（今西宁西。一说今黑河）的匈奴沮渠氏部兴起，史称卢水胡。东晋恭帝元熙二年（420年），沮渠蒙逊遣其将从湟水运粮，自率众攻克西秦广武郡（治今永登县城）。因运粮不继，从广武到湟水渡浩亹（治今永登县河桥镇）。宋武帝永初二年（421年），沮渠蒙逊灭西凉国。此后被北魏封为凉王，史称北凉，统辖河西走廊及河湟地区，今兰州黄河以北为北凉辖地。宋少帝元嘉十六年（439年），北魏灭北凉。
（6）吐谷浑
吐谷浑为鲜卑部的一支。宋文帝元嘉七年（430年），吐谷浑王慕璝占领西秦苑川、金城等地。次年，大夏王赫连定拥西秦百姓十多万，渡金城黄河，欲西击北凉王沮渠蒙逊，吐谷浑王慕璝遣慕利延等率3万骑兵，乘大夏军一半渡过，发动突击，生擒赫连定，献给北魏太武帝拓跋焘，遂拜慕璝为大将军、西秦王。北周至隋唐，兰州仍有吐谷浑。榆中县城关镇朱家湾村曾发现唐代吐谷浑王族慕容氏墓葬就是证明。唐太宗贞观年间，吐谷浑王伏允遣兵不断侵扰兰州等地，威胁中原与西域交通，唐太宗遂出兵击败吐谷浑。唐高宗龙朔三年（663年），吐蕃灭吐谷浑，数千帐吐谷浑人归附唐朝，被安置在凉州南山（今祁连山至兰州一带）、浩亹水（今大通河）南。唐高宗咸亨三年（672年），又徙于灵州（今宁夏灵武西南），置为安乐州。唐肃宗时，吐蕃攻陷安乐州，其部众散居于朔方（今内蒙古乌审旗）、河东（今山西蒲州），被讹称为退浑、吐浑。五代至宋初，部分吐谷浑重返凉州南山。自元初起，吐谷浑失载，而在其故地出现了西宁州土人，这就是后来此地形成的土族的渊源。
北魏时吐谷浑曾在黄河上用木头建成“河厉”，其实就是无墩虹梁木拱桥。唐朝吐谷浑“河厉”技术传入兰州，在阿干河上建成握桥。
（7）乞伏鲜卑
公元3世纪鲜卑族西迁时，鲜卑乞伏氏5000多户迁至陇山之西，牧于牵屯山（今平凉崆峒山西）。先后击败鲜卑族鹿结、利那、莫侯等部，收其部众数万落，迁居苑川（今榆中县苑川河流域），后迁度坚山（今靖远县），史称陇西鲜卑。十六国时期，其首领乞伏司繁臣服于前秦苻坚。东晋孝武帝太元十年（385年），淝水之战大败的前秦苻坚，被姚苌所杀，乞伏司繁之子乞伏国仁乘机拥部落10万多人，自称大都督、大将军、大单于，筑勇士城（在今榆中县夏官营）为都城，领秦、河二州地，分其地置苑川等12郡，改元建义，史称西秦。太元十三年（388年），国仁死，其弟乞伏乾归继位，迁都金城（今兰州市西固城一带），自称大单于、河南王，置百官，仿汉制。
其中金城人边芮为左长史，表明乞伏氏政权吸纳汉族，以巩固其政权。次年正月，前秦符登封乾归为大将军、大单于、金城王。不久，南羌独如率众七千降乾归。五月，乾归击破休官阿敦、侯年二部，其部众5000多落归降。于是，秦、凉鲜卑、羌、胡多率众归降；吐谷浑亦遣使朝贡；前秦符登遣使结好，以子为质。东晋孝武帝太元十六年（391年）至十七年，乾归两败西凉吕光，国势达到极盛。东晋安帝隆安四年（400年）正月，乾归因所居金城南景门崩塌，认为不吉利，即迁都苑川。乾归被后秦姚兴打败，降为属国。隆安五年（401年），后秦姚兴遣乾归从长安回镇苑川，但只能以后秦镇远将军、河州刺史、归义侯名义统率部下，其公卿、将军皆降为偏裨。晋安帝义熙三年（407年），后秦姚兴任乾归为主客尚书，以其子乞伏炽磐行西夷校尉，监其部众。义熙四年，因后秦衰败，炽磐召集诸部两万多人，筑城嵻崀山（今临夏州太子山）而据守之。义熙五年，乾归逃回苑川，即秦王位，公卿以下皆复本位。义熙六年，攻占后秦金城郡，复都苑川，攻占后秦略阳、南安、陇西诸郡，徙汉、氐、羌等族2.5万户于苑川、枹罕。
义熙八年（412年），兄子乞伏公府弑乾归，子炽磐诛公府而继位。义熙十年（414年），炽磐攻灭鲜卑秃发傉檀。宋文帝元嘉五年（428年），炽磐子乞伏暮末继位，政刑滥酷，内外崩离，连年与羌人、匈奴、吐谷浑混战，最终在元嘉八年被夏主赫连定所灭。
迁徙陇西和建政前，乞伏氏鲜卑基本上保持鲜卑族的习俗，游牧为生，肉酪为粮。信仰原始巫术，崇拜山川、日月星辰。实行子娶庶母、弟纳嫂子的婚俗。建立西秦后，乞伏鲜卑逐步汉化，任用汉族官员，如金城边芮为左长史、麹景为侍中，加强统治，并崇奉佛教，炳灵寺石窟为其所凿。
（8）秃发鲜卑
秃发鲜卑是从鲜卑族拓跋鲜卑分出一支汉魏间，秃发匹孤率部从阴山迁至居延（今内蒙古额济纳旗）一带游牧。曹魏时，迁至河西、陇右，与当地汉、羌各族杂处错居。传至壮果、多谋略的秃发树机能，尽占凉州地，史称河西鲜卑。初依后凉，东晋安帝隆安元年（397年），秃发乌孤自称大都督、大将军、大单于、西平王，建元太初，建都广武（今永登县南），攻占金城。隆安三年（399年），为避后凉威胁，向西拓地至乐都（今青海）、湟水、浇河3郡，黄河以南12部大人皆归附，迁都西平（今西宁）。东晋安帝义熙四年（408年），秃发辱（今单立人）檀自称凉王，史称南凉。义熙十年（414年），被西秦乞伏炽磐所灭。
秃发鲜卑以游牧为主，其治下的汉人、羌人从事农业。从迁徙河西到建政期间，秃发部虽然仍保存原有的部落形式和习俗，但与汉族杂处，遂不断吸收汉文化，效仿汉族习俗。盛行佛教。
（9）粟特
粟特人是中世纪丝绸之路上东西方贸易的承担者。粟特人原在中亚两河（阿姆河、锡尔河）流域居住，分布在绿洲上的康、安、曹、石、米、罗、何、贺、史九国，昭武九姓，以国为姓。7世纪后，大量粟特人成群结队，沿丝绸之路东行唐朝做生意，接触其他民族，懂得多种语言，能歌善舞，信仰祆教。粟特人推举出“萨保”（队商首领），留居沿路城市，形成聚落。“萨保”既是粟特人的首领，又是祆教的教主。唐朝，兰州也有粟特人的聚落，建有祆祠，辟有葡萄园，酿造葡萄酒，常常宴饮歌舞。粟特人从敦煌携带大麻纺织品、毛毡及金钱，来兰州等地出售。再从长安、洛阳等地，购回成捆丝绸，及兰州及其周边地区的麝香，西运中亚交给粟特商人。粟特人队商拥有自己的武装，用以自卫。《唐康续墓志》，当时粟特人在河西、兰州一带的情况：“东晋失国，康国跨全凉之地。控弦飞镝，屯万骑于金城（兰州）；月满尘惊，壁千营于沙塞。”可知当时，兰州即有粟特人聚落，并有自己的卫队。
（10）吐蕃
“吐蕃”为大蕃之意。为青藏高原土著民族。唐玄宗开元二年（714年），吐蕃大首领坌达延、乞力徐等率10万，攻打临洮，侵入兰州，抢掠监牧马，被陇右防御使薛讷击败。此为吐蕃进入兰州的最早记载。安史之乱，驻防陇右、河西的唐军东调平叛，吐蕃乘虚东侵河陇。唐代宗广德元年（763年），吐蕃占领兰州、河州等州。唐德宗贞元三年（787年），吐蕃在原州（今宁夏固原）、兰州之间以牛运粮。唐穆宗长庆二年（822年），大理卿刘元鼎赴逻娑（今拉萨）与吐蕃会盟，途经兰州，见城郭未曾毁坏，多种水稻，桃李榆柳茂密，住户皆唐人，夹道观看会盟团。唐宣宗大中四年（850年），沙州人张议潮起义，可实际上吐蕃仍占据兰州等州，一直延续到北宋。吐蕃在河陇地区沿袭唐制，设节度使为最高长官；在州一级用蕃制，设节儿，管理吐蕃帐落及汉人等民族事宜。吐蕃官员强迫被征服的汉族等族，改穿蕃装，说蕃语，令丁壮供军役，老弱者沦为奴户，为吐蕃贵族耕牧。期间，大批吐蕃军士及其随军仆役留住各地，逐渐与汉人等民族杂处，慢慢受汉文化影响，渐次定居耕牧。至9世纪中叶，吐蕃政权瓦解，吐蕃人结为部落，大者数千家，小者百十家，各有首领，内属者谓之熟户，其余谓之生户。至唐末，河陇各地的吐蕃人，多转为当地编氓。五代宋金时期，众多吐蕃部落分布在甘青地区。其中，分布在兰州地区的吐蕃主要有巴令谒三族；龛波给家22族，居马啣山；懒家族，居今榆中龛谷；章家族，居兰州东南；渴龙族，居马啣山；乞当族，居马啣山；马波族，居马啣山；刑家族，居马啣山；公立族；绰克宗族，居榆中龛谷；注丁、擦令归2族，居兰州东南；李巴毡部，居兰州北部；葩俄族，入金后，从廓州（今青海）迁兰州；阴波族，居榆中龛谷；巴勒斯丹部。上举诸族多为熟户，宋招募其丁壮为弓箭手和番兵，与西夏作战。宋金以后，兰州等地吐蕃逐渐汉等民族融合。
吐蕃崇信佛教，尊崇喇嘛。作战时，部落间“传箭”联系。饮食以饮茶最为重要——为此与中原王朝以马易茶，其次是青稞炒面、酥油、牛羊乳、牛羊肉。居瓦房、土屋、板屋、毡帐。
（11）唃厮啰政权
“唃厮啰”，藏语译音，意为“佛子”。本名欺南陵温，北宋河湟地区吐蕃首领。欺南陵温为吐蕃赞普后裔，生于高昌磨榆国（今新疆吐鲁番），12岁时被河州吐蕃人何郎业贤带到河湟地区，又被宗哥（今青海湟中）僧李立遵、邈川（今青海乐都）吐蕃首领温逋哥劫持到廓州（今青海尖扎），尊其为赞普，又迁至宗哥（今青海西宁），李立遵为论逋（相）。宋真宗大中祥符七年（1014年）李立遵挟唃厮啰赞普后裔威望，策动该地吐蕃诸部叛宋，联合马波叱腊、鱼角蝉等部族首领，率马啣山、兰州、龛谷等吐蕃兵，攻打秦州，在伏羌砦三都谷，被宋将曹玮击败。宋仁宗时，渐已长大的唃厮啰，与李立遵分裂，徙往邈川，依附温逋奇，被推为邈川主。宋仁宗明道元年（1032年），被宋朝封为宁远大将军、爱州团练使。不久，发动政变的温逋奇被杀，唃厮啰举族迁往青唐（今西宁）。此后，唃厮啰以青唐为首府，筑宫殿，设官制，定典章，建佛寺，尊佛教，发展农牧业，推进商贸，依附宋朝，抗击西夏，统一甘凉河湟吐蕃诸部，成为延续约百年的地方政权。也是宋与高昌间重要商道朝贡马，更是宋朝牵掣西夏的重要力量。12世纪上叶，唃厮啰后代率部内徙，逐渐与汉、党项融合。
唃厮啰时期，吐蕃接受汉族影响，在饮食、服饰、住所、官制、礼仪移居生产技术上多有变化。牧区住毡帐，农区居土房、板屋。以肉乳为主食，喜饮茶酒。信奉佛教。亦信苯教。
（12）党项
党项，古羌人的一支。南北朝时期，分布在今青海东南部河曲和四川松潘以西山谷地带。唐前期，吐蕃征服青藏高原诸羌，大部分党项迁徙至今甘肃、宁夏、陕北一带。北宋时期，建立以党项为主体的西夏政权。宋仁宗景祐三年（1036年），赵元昊率西夏军进攻唃厮啰，攻取兰州，沿阿干河进军马啣山，在瓦川会（今榆中县新营），筑城据守。还建阿干城（今兰州市阿干镇）、康古城（今榆中县小康营）、汝遮城。这一系列的城，形成一道防线，与马啣山以南的唃厮啰对峙，以截断宋与唃厮啰的联系。在今永登南红城子置卓啰和南军司以拒宋。宋夏相接地区，党项汉人杂处，时或贸易交流。兰州黄河北岸盐场堡为宋夏贸易榷场。宋人用缯帛、粮食、茶叶、瓷器、金属器物，交换党项的青盐、药材、畜产品。宋神宗元丰四年（1081年），李宪率宋军与唃厮啰夹击西夏，党项退据黄河以北，宋收复兰州。宋夏两军隔河对峙，宋哲宗绍圣四年（1097年），乘夏军松懈，宋将钟传率步兵2万，骑兵3000，仅用6天，迅速搭建黄河浮桥，并在桥北头建金城关。关桥简陋，夏军用火船焚桥。数月后，权知兰州苗履，重筑关桥，使之高大、坚固，夏军对之无可奈何。关桥旧址在今中山桥稍东。
