公元9世纪中叶，建立于漠北地区的回鹘汗国为黠戛斯人所攻破，回鹘西迁，进入天山南北地区，填补了唐朝、吐蕃之后西域的权力空白，并且逐步发展成为后来新疆的主体民族。

　　回鹘，又称“回纥”，是中国古籍对维吾尔族先民的称呼，意思是“联合、结合、同盟”。回鹘是中国古老的民族之一。中国古代文献中记载的北方游牧民族丁零、高车等都是其族源之一。公元4世纪时以“袁纥”名称初现于汉籍文献里，当时还只是一个弱小的部落，不时处在其他强大的部落或部落联盟统治之下，过着“逐水草而居”的游牧生活。7世纪初，融合吸收其他部落成员，逐渐强大起来。到了公元646年，回纥首领吐迷度自称可汗；公元744年，回纥可汗骨力斐罗在灭掉后突厥汗国后，自称“骨咄禄阙毗伽可汗”，建汗庭于鄂尔浑河上游的乌德犍山，回纥汗国建立。唐宣宗（847—858执政）当时册封其可汗为“怀仁可汗”。双方经济交流十分频繁。788年回纥可汗顿莫贺派使臣至唐朝，请求将其族名“回纥”改为“回鹘”，获得唐朝皇室允准。公元840年，由于连年自然灾害，回鹘经济遭受巨大损失，政局混乱，外部强族黠戛斯10万人入境，漠北回鹘汗国解体。

　　漠北回鹘汗国分裂后，余部分数支西迁，河西地区的甘州回鹘，以吐鲁番地区为中心的高昌回鹘政权，以及疆域包括龟兹以南、中亚河中地区在内的喀喇汗王朝等政权俱与回鹘有密切关系。

高昌回鹘王朝的王室寺庙遗址

　　喀喇汗王朝是由回鹘等中国境内少数民族建立的地方政权，其王自称“桃花石汗”，意即“中国之汗”，在吞并昆仑山南部佛国于阗李氏王朝（一称于阗尉迟政权，因自称为唐朝属臣，改李姓）以后，其实力剧增。此间，经济文化有一定程度的发展，域内产生了诸如《突厥语大词典》、《福乐智慧》等一些著名的文学作品。由于中亚地区伊斯兰教徒的影响，喀喇汗王朝首领率先信仰伊斯兰教。王室与中原地区依旧保持十分密切的交往，1009年，喀喇汗王朝派出使臣向宋朝进献方物，1063年，宋朝册封喀喇汗王朝可汗为“归忠保顺（本字无法显示：“石+后”）鳞黑韩王”。

　　这一期间在新疆与喀喇汗王朝政权相对峙的是以吐鲁番地区为中心的高昌回鹘政权。高昌回鹘经济发展，文化兴盛，先后崇信摩尼教、佛教和基督教等多种宗教，在东西文化交流中发挥了重要作用，近代考古工作者在该地区发现的大量用回鹘文书写的宗教经典、世俗文书，以及雕塑壁画和拼音活字遗物皆是有力证明。

新疆出土的以宋朝传奇故事题材为图案的铜镜

　　1124年，由女真人创建的金朝（1115—1234）举兵灭辽，逐成为中国北方地区又一实力强悍的游牧王朝。与这一事件相关的是随着辽朝的覆没，辽室皇族一位名叫耶律大石的人带领其部众残余撤出中原，中间收抚高昌回鹘，将其势力范围向西延伸到中亚。1131年占据喀喇汗王朝重镇——八拉撒衮，创建西辽政权，一称“喀喇契丹”，“喀喇”意为“黑”，故汉文又称“黑契丹”。西辽的统辖范围西南至阿姆河，西北至巴尔喀什湖，东包括今新疆各地。西辽成为中亚霸主后，当地众多部族成为其附庸。耶律大石仍沿用辽朝政治制度管理政事，倡行汉儒文化，笃信佛教，但是不排斥其他宗教，赋税较轻。因而，这一时期，中原汉文化在中亚一度获得光大，“契丹”这一名称时至今日仍是中亚、西亚及欧洲部分语言称呼中国的代名词。