突厥衰微后，回纥在漠北兴起。回纥原受突厥的统治，贞观三年（629）向唐朝贡，贞观二十年（646）归附唐朝。唐政府在其住地设置瀚海都督府，封其首领吐迷度为“怀化大将军、瀚海都督”，下辖6府7州。后突厥政权建立后，也曾统治过他们。8世纪中期，回纥灭后突厥，并且建立起强大的回纥汗国。天宝三年（744）唐册封回纥的骨力裴罗为怀仁可汗。安史之乱时，回纥多次派兵支援，助唐平叛。由于回纥军直指范阳（今北京西南），使叛军不得不将与唐军作战的正面战场兵力撤回。后来朝廷取得的收复两京的重大胜利，也与回纥军的配合作战有直接的关系。肃宗下诏书称颂回纥：“功济艰难，义存邦国，万里绝域，一德同心。”应回纥之请，肃宗于乾元元年（758）将幼女宁国公主嫁给葛勒可汗，并册封他为“英武威远毗伽可汗”。肃宗在册文中说：“北土不宁，有唐封而固之；中原多难，可汗义而赴之。”在平定安史之乱的后期作战中，回纥牟羽可汗率军助战，消灭了史朝义的势力，平息了持续8年之久的动乱。
安史之乱后，回纥势力强大，与中央政权的摩擦时有发生。永泰元年（765）回纥兵至泾阳（今陕西泾阳），唐军统帅郭子仪审慎从容，在剑拔弩张的军阵之前，抛枪、免胄、释甲，独自步入回纥军营，与回纥大帅药葛罗握手致意，回纥将士深为感动，以礼相待。郭子仪率先“执酒为誓”，“药葛罗亦酹酒于地曰：‘如令公誓’”。此次“泾阳之盟”避免了关中的一次战乱。建中元年（780），唐振武留守张光晟杀死了归途中胡作非为的以可汗的叔父突董为首的回纥使臣、官员及商人约800余人。这引起了民族对立情绪的激化，不少回纥人主张杀唐驻回纥的使者。但是武义成功可汗深明大义，竭力维护双方的和平友谊。他向唐使表示：“突董等已亡，今又杀尔，犹以血濯血，徒益污。吾以水濯血，不亦善乎？”一场厮杀就这样被避免了。
贞元三年（787），武义可汗向唐求亲，德宗决定将第八女咸安公主远嫁回纥。第二年回纥以庞大使团隆重地前来迎娶，可汗向德宗致书表示：“今婿，半子也。陛下若患西戎，子请以兵除之。”并要求把汉字“回纥”改为“回鹘”，得到朝廷同意。为显示优宠有加，朝廷再封武义可汗为“汩咄禄长寿天亲毗伽可汗”，并封咸安公主为“智惠端正长寿孝顺可敦”。9世纪30年代以后，回鹘天灾人祸并作，开成五年（840）亡于黠戛斯的进攻。
回纥汗国的历史前后历96年，13位可汗中有12位接受了唐的册封，向唐朝进贡前后达65次，其军队奉朝廷调遣去拓疆和平乱多次。唐有4位公主远嫁回纥，其中宁国公主嫁英武可汗，这是皇帝亲生女儿第一次嫁给边疆少数民族领袖，反映出唐统治集团非常重视与回纥之间的关系。
唐朝时，回纥与内地联系非常紧密，许多回纥商人用马匹和皮毛换取汉族的丝织品、茶叶和粮食。当时的长安、洛阳等地的汉人受回纥风影响，喜欢穿回纥服装，出现了“回鹘衣装回鹘马”的景象。
