隋设兰公元581年，隋朝建立。这一年，也就是隋文帝开皇元年，隋朝设置了兰州，历史上从此有了“兰州”之名。兰州初设后，辖金城郡，金城郡又辖子城县，即州下一郡一县，管辖范围为今榆中县及州市区。
隋开皇三年（583年），隋文帝采纳大臣杨尚希“并小为大”的建议，“遂罢天下诸郡”，以州领县，实行地方行政州县两级制。这一年，撤销金城郡。罢金城郡后，在今兰州城关区新设五泉县，管辖今城关、七里河、西固一带（原北魏、西魏、北周时的勇田县地），于是兰州辖有子城（今榆中）、五泉（今兰州市区）两个县。以五泉为县名，说明当时皋兰山主峰下的西北麓五眼泉水已名著于世。
隋文帝废郡之时，在今永登的广武郡也被撤，保留了所辖的广武县，其辖地包括今永登、皋兰、红古三县区。后来广武县也归属州。
隋文帝时期的兰州，还辖有临洮县。
到隋炀帝大业三年（607年）的时候，又废州复郡，实行郡县两级制，兰州改为金城郡，辖金城县（原子城县）、五泉县、临洮县，而广武县归属武威郡。广武县又先后改名允吾县、会宁县。
隋朝继承北周在重要地区设总管府的制度，在设兰州的同时，又设置兰州总管府，为军事机构，不理地方行政。当时北方突厥族兴起，常南下侵扰隋边，曾任兰州总管府总管的贺娄子干、叱列长叉等人先后率兵反击突厥的侵扰。后人不知其详，以为隋开皇元年设兰总管府，所以有兰州之名。
关于兰州的得名，很多史籍都说“以皋兰山为名”，也就是说，取皋兰山名的“兰”字命名为兰州。但后人陶保廉在他的《辛卯侍行记》一书中却认为“取皋兰山以为名，由职方氏之失考也”，也就是说，以皋兰山为名取名兰州，是当时管理行政区划的官员没有仔细考察造成的。无论如何，兰州之名沿用至今，已经有了1425年的历史（至2006年），并为中外所熟知。兰州治所初在子城县。后设立五泉县，修筑五泉县城后，兰州（后来的金城郡）治所移驻五泉县，五泉县地从此成为州（郡）、府、县治所在地。今天兰州市城关区的全省政治中心地位，就是从隋设五泉县开始的。同时，今天兰市中心区的建设，也是从隋筑五泉县城开始的。隋代的五泉县城规模不大，其位置在今天南城巷以北，庆阳路以南，酒泉路以西、上沟以东，东西长约600步，南北宽约300步（隋代一步为六尺，一尺相当于现在23.5厘米，则隋城周长约1269米）。
今兰州地区自北魏以后，境内相对安定，加上均田制的推行，农业生产有了很大的恢复和发展。苑川河流域、庄浪河流域已成为当时兰州主要的产粮区。在黄河以北、马衔山麓、永登西北和阿干河谷水草丰茂的地带，畜牧业兴盛起来。豪强地主势力经过多次农民起义、各民族的反抗斗争和北朝三代（北魏、西魏、北周）的一系列改革，受到打击和抑制，大量原为豪强地主家族的奴婢、佃客摆脱了人身依附关系，成为身份自由的自耕农。金城作为“古之六郡”
之一，其人“勤于稼穑，多畜牧，无复寇盗矣”（语见《隋书·地理志》）。在上述背景下，兰州的人口也有了增加。据隋大业五年（609年）的统计，金城郡所辖金城县、五泉县已有6818户、35249人；属今兰州地区的隋武威郡广武县约2926户、15123人。合计隋代中期兰州人口已达到9744户、50372人，这还不包括散居兰州的其他少数民族人口（如羌族遗民、鲜卑遗民、吐谷浑遗民等）。
薛举反隋隋炀帝统治时期，自比秦皇汉武，好大喜功，建东都洛阳，开挖大运河，三次征高丽，发动对周边各族的战争以开拓疆域，广大劳动群众被征调服劳役、兵役，造成严重的社会矛盾。到隋末，全国竟有128支反隋力量，包括隋王朝的地方官吏、金城校尉薛举和太原留守李渊。
薛举祖籍河东汾阳（今山西万荣），父亲薛汪时举家迁到金城（今兰州市）。薛氏是一个大家族，“家产钜万”，而薛举又是一个善于结交豪杰、骁武善射而称雄边塞的人。大业末年，他被举荐任金城校尉。当时金城周边郡县百姓因深受隋炀帝暴政之苦，群起反隋。
隋炀帝大业十二年（616年），金城县令郝瑗招募数千人，让薛举带领去讨捕反隋饥民。在郡中举行授甲仪式时，薛举与儿子薛仁杲及同谋者十三人于座中劫持郝瑗，囚禁郡中官吏。薛举夺得兵权，开仓赈济饥民，掠取官府牧马以壮大实力，扩大声势。薛举自称西秦霸王，定年号为“秦兴”，以长子薛仁杲为齐公，次子薛仁越为晋公，聚众反隋又投奔薛举的宗罗为义兴公。然后出兵袭击屯集于罕的隋朝军队，大获全胜，攻占了罕。这时候，反隋的岷山羌人钟利俗也率两万多人降于薛举。薛于是分兵向西进攻，取得西平、浇河二郡，队伍发展到13万之众，地域扩展到整个陇西之地。驻武威的鹰扬府司马李轨闻讯后，与众人商议局势，被拥戴为凉王（后自称大凉王）也起兵反隋。
大业十三年（617年）七月，薛举自称秦帝，以妻鞠氏为皇后，子仁杲为皇太子，以金城为其都城，将原薛氏宅院改为皇宫，并倾力改建、扩建（地址在今张掖路北《兰州日报》、《兰州晚报》社址）。同时，派遣薛仁杲东进围攻天水；派薛仁越率军进攻河池郡（今陕西凤县东北）；派常仲兴渡过黄河西击武威李轨。薛仁越进攻无成，常仲兴全军败亡，唯独薛仁杲攻下天水，薛举于是迁都于天水，以谋东向。此时薛举的兵马已达30万之众。
薛仁杲乘胜东进扶风，乘反隋的扶风起义军唐弼不备，袭破其军，兼并其部众十万人（其实薛举已遣使招降唐弼，唐弼已降于薛举），唐弼因此投奔扶风太守后被杀。
与薛举称帝的同时，手握重兵的太原留守李渊听从次子李世民的计谋，在太原起兵反隋，自称大将军，以长子李建成统率左军，次子李世民统率右军，四子李元吉留守太原，发左、右军兵分两路进攻长安。李世民右军沿途招集兵卒达20余万人，一举攻入长安，李建高城下薛举与李世民对垒成左军夺得永丰仓为大军提供粮食。李渊入长安城后，约法十二条，废除隋朝苛禁酷法，关中民众迅速归附。李渊次子李世民则西进渭北，成为薛举父子的劲敌。618年，隋炀帝死，李渊废掉由他自己所立的隋恭帝杨侑，自立为皇帝，建都长安，以他原来的封号唐国公定国号为唐，改年号为武德。
唐武德元年（618年）六月，薛举引兵进攻泾州（今泾川县），李渊以次子、秦王李世民为元帅迎战薛举。不料李世民身染虐疾，只得委托行军长史刘文静和行军司马殷开山，告诫他们：薛举粮草缺乏，又远兵深入，急于求战。你们务必不要应战，只是“坚壁老其兵”，使之粮尽之后再出击。但殷开山不听告诫，引兵列阵于高城西南。而薛举则趁其不备攻袭唐军于浅水原，唐军士卒死者半数以上，李世民只好率领残军退回长安。
同年八月，薛举派遣薛仁杲围攻宁州（今宁县），被隋宁州刺史胡演击退。此时薛举的谋士郝瑗（即薛举起兵时的金城县令）建议：“今唐兵新破，关中骚动，宜乘胜直取长安！”薛举采纳这个建议，但因病不能采取实际行动，不久，薛举病死，郝瑗哭忆薛举而得病不起。薛举死后，薛仁杲继秦帝位，以薛举为秦武帝而葬。然后，率秦军进攻泾州，于百里细川伏击刘感所率唐军，获得胜利。接着攻陇州（今陕西陇县），并遣其将韦士政诈降，趁机劫持唐陇州刺史常达，迫使城中2000人投降。但此时，薛举已逝，谋士病卧，而薛仁杲又与诸将多有嫌隙，众臣又多猜惧，薛氏政权衰势已显。
十一月，病愈后的秦王李世民亲率大军来到高城下，誓与仁杲决死战。唐军紧围秦军，却坚壁不战。两军相持60多天后，秦军粮草耗尽，军心浮动，部下梁胡郎等率部请降。数日后（唐武德二年，619年1月），李世民估计秦军已疲，便命大将军庞玉在浅水原布阵邀战，与秦军宗罗大战，李世民则率大军由原北出击，内外呼应，秦军大败，数千人被斩。唐军乘胜推进到高城下，仁杲在城下布阵迎战，但部下浑干等数人却临阵投降，薛仁杲惊恐之中引兵入城死守。晚间，唐军大队人马相继赶到，把城围住。半夜，秦军守城士卒纷纷下城投降。此时，走投无路的薛仁杲只得出城投降，唐军收其精兵5万，百姓5万余口。后李世民在长安将薛仁杲斩首于市。
唐朝统一天下后，薛氏在兰州的家宅被唐王朝建为庄严寺，以超度唐、秦战争中的冤魂。
唐朝的兰州——金城唐朝继承隋制，实行地方行政州县两级制。
唐高祖武德二年（619年）李世民攻灭薜仁杲后，废掉了原隋炀帝时的金城郡，重新设置兰州。同时废掉了隋代的金城县，以其地并入五泉县。当时兰州辖五泉县（含今榆中县、城关区黄河南、西固区黄河南、七里河区、永靖县一部分）、广武县（含今永登县、红古区、皋兰县、安宁区以及今城关、西固黄河以北部分）、狄道县。今天的兰州在这个时期隶属唐朝十个道中的陇右道。广武县、五泉县一北一南，控制着黄河渡口，保障丝绸之路东段中线的畅通，战略地位十分重要。
唐玄宗天宝元年（742年），玄宗改元后，以天下之州为郡，州为金城郡。郡下属县也有了变化。744年，金城所属狄道县升为狄道郡（今临洮）。金城郡只辖五泉县、广武县，其辖区范围与今天州的政区范围十分接近。
唐肃宗乾元元年（758年），金城郡再改为兰州，仍辖五泉、广武二县。从这一年开始，兰州之名就一直沿用至今共1248年时间（至2006年）。
兰州在隋唐统治时期，有一个很有趣的现象：“金城县”之名飘忽不定。隋朝大业年间曾将子城县（今榆中县）改名为金城县。唐贞观十三年（639年）前后，又将五泉县改名为金城县，到唐天宝元年（742年）时又改为五泉县。唐肃宗乾元二年，又将广武县改为金城县。这也就是说，今天的西固区、榆县中、城关区、永登县在历上都曾有过金城县之名，之所以如此，可能是因为这些县区西汉时都属金城郡；金城郡之名从西汉昭帝始元六年（公元前81年）设立到唐肃宗乾元元年（758年）改为兰州，使用了839年时间。
755年至763年，唐朝爆发“安史之乱”，吐蕃贵族借唐朝调兵东往平叛、西部边防空虚之机，向唐朝西北边境接连发动攻势，于唐代宗广德元年（763年）七月攻陷兰州等地，占领了陇右，继而又占领了河西地区。唐德宗建中四年（783年），唐、蕃互派使臣在今甘肃清水会盟，双方约定：吐蕃镇守兰州、渭州（今甘肃陇西）、原（今宁夏固原）、会州（今甘肃靖远），西至临洮、东至成州、南至剑南西界、大渡水西南为吐蕃界（事见《册府元龟·外臣部·盟誓》
的记载）。兰州被纳入吐蕃统治区。
吐蕃统治时期，兰州之名未变。吐蕃沿袭唐朝制度设河州节度使，由吐蕃宰相级官员任职，管辖河西、陇右军政事务。其下又设鄯州节度使，管陇右军政，兰州即属鄯州节度使。州设大都督、节儿及副职乞律本，县设都督。但吐蕃在兰州之下是否还设五泉县、广武县，史无确载。
907年唐朝灭亡后，开始了中国历史上的“五代十国”时期，“五代”的后梁、后唐、后晋、后汉、后周的统治范围都没有到达州。吐蕃在河陇的统治衰落后，吐蕃部落或千家，或百十家，自为帐落，没有统一的首领。
丝路东段中线的繁荣唐朝自“贞观之治”到天宝年间的一百多年时间里，是当时世界上经济最繁荣、文化最发达的头号强国，也是中国封建社会发展的鼎盛时期。作为丝绸之路重镇的兰州，在国家强大的背景下也得以繁荣和发展，表现在：
丝路畅通，名人往来隋唐时期，经过兰州的丝绸之路东段中线已经完全贯通。从长安出发，顺渭河向上游西行，越过陇关，经天水、临洮，沿阿干河谷北上到达兰州，从白马浪渡河或从河口过桥到黄河北，顺庄浪河向上游西北行，翻越乌鞘岭、古浪河谷后，到武威，进入丝绸之路中段（河西段）。此外还有经陇县、略阳、平襄、安定、榆中到兰州和经咸阳、礼泉、永寿、州、泾州、平凉、静宁、祖厉、安定、榆中到兰州的线路。丝绸之路东段中线的开通，既可免受北线突厥人的劫扰，又可免受南线吐谷浑人、吐蕃人的阻拦，是理想的安全之路。
丝路东段中线开通后，商旅、僧人、文士往来不绝。中亚的粟特人商团沿丝绸之路东来西去，进行贸易活动，不少人留居于从商之地。王冀青的《斯坦因所获粟特文二号信札译注》中，收录了粟特商团首领纳尼班达写给撒马尔罕的纳尼斯·巴尔的一封信，信中说：
我们从敦煌前往金城销售大麻纺织品、毛毡，携带金钱和米酒，在任何地方都不会作难……我们希望金城至敦煌间的商业信誉，尽可能长时间得到维持。
在法国人布尔努瓦所著《丝绸之路》一书中记载说：
（粟特）商人们的驿站或代理商行主要建立在阿富汗和北印度方向，尤其是在中国和从拉姆河到兰州一线。
……在600～650年之间（隋朝中后期至唐高祖、太宗时期），粟特人也在蒲昌海以南地区建立了四个聚落。……最后，他们在兰州建立了一个大型商业聚落。
这些记载表明，兰州已成为丝绸之路上商旅的重要目的地和落脚点。
唐太宗贞观元年（627年），唐朝高僧玄奘自长安出发，去印度取经。他经过秦州（今天水），巧遇去兰州的人，便结伴沿渭河西行，到狄道（今临洮），越过沃干阪（即沃干岭），沿阿干河谷北行，于贞观三年到达兰州。他在兰州庄严寺（唐代兰州所建最早的佛寺）住了一夜，次日与凉州人结伴，在兰州城北白马浪一带渡过黄河，西去凉州。传说贞观十九年（645年），唐玄奘取经后回国，经过兰州时在新建的普照寺宣讲佛法，普照寺因此成为陇右名寺之一，此说确否，难以举证。
唐玄宗天宝十一年（752年），唐代著名边塞诗人高适也顺着玄奘走过的路到达兰州，准备去做陇右节度使哥舒翰幕中的掌书记。在兰州，他登上北城楼，环眺大河两岸，万端感慨涌上心头，于是作《金城北楼》诗一首：
北楼西望满睛空，积水连山胜画中。
湍上急流声若箭，城头残月势如弓。
垂竿已羡溪老，休道犹思塞上翁。
为问边庭更何事，至今羌笛怨无穷？
诗人描绘了兰州雷坛河入黄河处的白马浪景观。与高适同时期的另一位边塞诗人岑参，也曾顺着丝路东段中线来到兰州，准备去安西节度使高仙芝幕府任职。在兰州，他写了一首《题金城临河驿楼》
的诗：
古戍依重险，高楼接五凉。
山根盘驿道，河水浸城墙。
丝绸古道雕塑庭树巢鹦鹉，园花隐麝香。
忽如江浦上，忆昨捕鱼郎。
诗人描绘了从临河驿楼北望所见的金城关的景象和临河驿楼周边的风光，突出了金城关作为军事交通关隘的重要和险峻。
唐穆宗长庆二年（822年）时，大理寺卿刘元鼎任吐蕃盟会使，沿丝路东段中线到兰州，在今西固河口过黄河广武梁，然后溯湟水，越赤岭到达吐蕃。刘元鼎在兰州一带看到的情景是：“古时城郭未堕，兰州地皆稻，桃柳李榆岑蔚，户皆唐人，见使者麾盖，夹道观。”（语见《新唐书·吐蕃传》）经济发展，人口有增隋末唐初，兰州经济再次遭受严重破坏，薛举起兵东进，大量士兵、饥民随其而行，与唐军作战，造成兰州人口的大量流失。直到唐初的太宗贞观十四年（640年），唐朝已建立20余年时，纳入国家编户的兰州人口也仅有1675户、7305人（不含当时兰州所辖的临洮县人口，但其他民族散居于兰州的人口未统计在内）。“州县萧条、户口鲜少”（语见《旧唐书·李大亮传》），是当时兰州的真实写照。
唐王朝采取多种措施恢复和发展经济。继续实行均田制，按丁授田，使农民获得了有限的土地；实行租庸调制，以庸代役，减轻租调力役负担，使农民有了生产积极性；兴修水利，引水灌溉，推广优良作物品种和先进的农业生产技术；继续屯田，以减轻军需压力，河湟地区即为唐朝重要屯田区，“开营田五千余顷，岁收百余万石”
（语见《旧唐书》卷109）。虽然兰州不在屯田区，但西部河湟的屯田对兰州农业的引导和发展必定是有作用的。实行和籴法，于饥馑之期将官府藏粮平价出售，以缓解灾情。国家经营大规模养马事业，养马的牧场“西起陇右金城、平凉、天水”等地，也刺激了兰州民间畜牧业的发展。兰州继续保持着自秦汉以来农、牧兼营的经济形态。
经过一百多年的恢复和发展，到唐朝中后期，兰州经济出现了繁荣景象。唐文宗时郑处诲不无溢美地说：“（玄宗天宝十二年）是时中国强盛，自安远门（长安西门）西尽，唐境万二千里，闾阎相望，桑麻翳野，天下称富庶者无如陇右”（语见《通鉴》卷216），而兰州就在其中，刘元鼎亲眼所见“地皆稻，桃柳李榆岑蔚”，说明兰州河谷低地已经引水灌田，种植粳稻了。这是兰州种植稻米的最早记录。从西域传入的蚕豆、胡麻、葱、薤韭、苜蓿等作物也开始普遍种植。在畜牧业方面，榆中东北、永登西北、大通河谷和苑川河谷、阿干河谷一带成为主要的牧场，属于陇右牧监管理。到天宝十三年，“陇西群牧都使奏：马牛驼羊总六十万五千六百，而马三十二万五千七百。”这个数字包括了兰州地区的饲养数在内。不仅朝廷经营养马业，地主庄园、地方官府、个体自耕农户也都饲养马、牛、羊等牲畜。社会相对稳定，经济长期发展，人口随之有了较大增长。唐玄宗开元元年（713年），纳入国家编户的兰州人口达到4000户、23120口，分别比唐太宗贞观十四年增长238.8%和302%。如将当时其他民族散居人口、驻军人口加起来，唐开元年间兰州人口应接近或达到东汉中期35000人左右的水平。《太平寰宇记》记载说，“兰州……唐天宝户五千三百八十九”，如按当时户均人口4.91计算（1），唐天宝年（742年～752年）间兰州的国家编户人口已经达到26459.99人。
道教传入，佛教兴盛唐朝统治者姓李，所以唐太宗尊老子李聃为始祖，到唐高宗时候，老子更被追封为太上玄元皇帝。后来继任的各代皇帝都自称是“神仙之苗裔”，对道教采取特殊的尊奉政策，极力尊崇道教，甚至宠信道士。唐高宗乾封元年（666年），诏令天下各州建道观，以祀奉老子；唐玄宗开元二十九年（741年），又令海内各州建玄元皇帝庙。道教在这个时期传入兰州，并按朝廷要求建有道观和老子庙，惜年代久远，难寻其详。
与道教传入同时，佛教在兰州更为兴盛。区区一地竟建有庄严（1）参见《甘肃省志·人口志》第80页，甘肃文化出版社2001年12月版。该志所记天宝十一年（752年）兰州户2889口14226，反而比开元间人口大量下降，显然失准。
寺、普照寺、宝塔寺、长庆寺、万寿寺、幸福寺、龙泉寺等多座寺院。
其中以庄严寺、普照寺、宝塔寺最为有名，并称“唐朝三大寺”。
庄严寺是在唐武德二年（619年），由原隋代金城校尉薛举故宅改建，以“三绝”著称于世。一为塑绝，寺内佛教彩塑表情生动，性格突出，比例匀称，有很高的审美价值。二为写绝，由元朝李浦光所书“勅大庄严禅院”竖匾悬于山门，笔力遒劲厚重，为书法珍品。三为画绝，即中殿后壁所绘观音画像，颇具吴道子画风。
普照寺为唐太宗贞观年间敕建，金、明、清三代都有重修。寺中藏有唐刻《大藏经》5418卷，明刻《大藏经》1000多卷，为寺中珍藏，惜毁于日本飞机轰炸。寺内还有金代海珍于章宗泰和二年（1202年）铸造的大铁钟，高九尺，重万斤。破晓击钟报时，音贯金城，被誉为兰州八景之一“古刹晨钟”。
宝塔寺为唐贞观九年（635年）高昌国国王麴文泰（今兰州榆中人）捐资建造。寺以宝塔为中心营建。宝塔为木结构密檐十三层，高百余尺，顺宝塔内悬梯旋转而上，金城景色一览无余。清代陈如稷记载说：塔身“珠璎四覆，玉贝圜通，铃语风闻，神光夜彻”，故名宝塔。宝塔自唐至明，屹立九百年不堕，可见其工艺之高超。
惜毁于康熙十年（1671年）的一场火灾之中。
唐代兰州佛教兴盛，是州作为丝绸之路重镇，东西方文化融汇交流的历史见证。如今三寺中宝塔寺已无迹可寻，普照寺仅存的大铁钟已移入五泉山公园内猛醒亭；庄严寺大殿移建于五泉山易地保护，是盛唐兰州仅存的珍贵物证。
公元755年，安禄山、庄严寺“写绝”—“勅大庄严禅院”牌匾思明发动“安史之乱”。“安史之乱”是唐朝走向衰落的开始。为了平叛，唐朝急忙调集朔方、河西、陇右等地军队20万人征讨，结果造成西北边防严重空虚。吐蕃乘机向唐朝发动进攻，到唐代宗广德元年（763年）攻占了兰州等数十州之地，兰州陷入吐蕃统治之下。
吐蕃在兰州的统治吐蕃占领包括兰州在内的河陇地区后，对本族民众继续实行奴隶制统治，经济上主要从事畜牧业生产。占领河陇之初，吐蕃军队焚荡庐舍，践踏禾稼，屠掠民众，进行大规模的野蛮破坏。有的吐蕃贵族则圈占大量果园、耕地作为畜牧之地。
后来，为了维护在河陇的长期统治，吐蕃被迫调整了对占领区汉族的统治政策，其中包括：
一是实行计口授田、按户纳突和服役的“突田制”。按照这个制度，对汉族按每人一“突”（一突约相当于十亩）授给田地耕种，每户按此缴纳赋税，即“纳突”，纳突的物品有小麦、青麦、布、油等。税额为每户八驮上下（每驮等于二石），每户要缴纳16~20石。
这种授田纳突，与唐朝实行的均田制相仿。除纳突外，还有差科，包括身役、巡夜、远使（到远处当差）等服役项目。属民在纳突、差科的前提下就会得到吐蕃奴隶主政权的保护。农民拥有自己的土地、耕畜等财产，可以将土地出卖，可以拿自家的母牛抵债。唐朝的属民变成了吐蕃奴隶主统治下的农民。
二是实行民族同化政策，不仅要求羌人、吐谷浑人与其同风同俗，穿同样衣服，讲吐蕃语言，使羌人、吐谷浑人迅速融入吐蕃民族。对占领区的汉族也强制同化。吐蕃统治者规定，只有正月初一汉人可以服唐朝衣冠，其他时间一律“衣胡服，习胡语”。《新唐书·吐蕃下》中记载说“每岁时祀父祖，衣中国之服，号恸而藏之”。唐代大诗人白居易一首《缚戎人》的诗形象地描述了这种历的真实：
一落番中四十载，身著皮裘系毛带。
惟许正朔服汉仪，敛身整巾潜泪垂。
唐穆宗长庆二年（822年），大唐盟会使刘元鼎赴吐蕃会途中经过兰州、龙支城（今青海西宁市东），当地耋老千余人拜且泣曰：
“顷从军没于此，今子孙未忍忘唐服。”但是，历经数代后，在吐蕃同化政策的作用下，汉人子孙难免安于所习，不再以自己为汉族人，反而还要骂汉人了。唐末人司空图一首《河湟有感》诗生动地记录了这种现象：
一自萧关起战尘，河湟隔断异乡春。
汉儿尽作胡儿语，却向城头骂汉人。
唐武宗会昌二年（842年）十二月开始，吐蕃由于长期的宗教斗争和阶级斗争，统治集团内部发生严重变乱，河陇一带吐蕃贵族之间也相互攻杀，到唐懿宗咸通七年（866年）时，吐蕃在河陇的势力完全衰落。就在这期间，沙州人张议潮发动起义，赶走吐蕃势力，控制了沙、瓜、甘、肃四州，又于咸通三年（862年），收复河西重镇凉州，河州、渭州等地吐蕃贵族也归附了唐朝，吐蕃的统治势力，退出了河陇地区，其大部分地方重归唐朝管辖。但在兰州，依然散居着众多的吐蕃部落和少数回鹘族部落以及汉族民众，各自为政，互不统属，直到907年唐朝灭亡。
兰州从763年到862年长达100年的吐蕃统治时期，经济严重倒退，丝绸之路长期被阻隔，社会矛盾十分复杂尖锐，是兰州发展史上的一个黑暗时期。吐蕃的政治统治势力退出陇右后，兰州的吐蕃部落又留居了219年之久，（其中被西夏统治数十年），直到北宋收复州。宋末元初人马端临在其所著《文献通考》中说：“唐自安史之乱……独西陲沦于吐蕃，遂有夷夏之分，致使数百年中华衣冠之地，复变为左衽，不能自拔”，成为从此以后兰州社会经济发展速度严重减缓的重要内因。
