五代十國時期

907年，唐朝滅亡，朱溫篡唐建立后梁，911年，幽州節度使劉守光不顧眾將臣的反對，登極稱帝，國號大燕，改元應天。 桀燕建立后，即不斷受到晉王李存勗(沙陀人)的攻擊，應天三年(913年)，晉軍攻陷幽州，俘獲被囚禁已久的劉仁恭，而劉守光逃亡后不久亦被擒。914年劉仁恭和劉守光父子被殺。923年，沙陀人李存勖建立后唐。并滅掉后梁，到后唐末帝李從珂繼位時，大將石敬瑭為河東節度使。后來末帝開始對石敬瑭起疑，石敬瑭也暗中謀自保。石敬瑭以多病為理由，上表請求朝廷調他往其它藩鎮，借此試探朝廷對他的態度。

末帝在清泰三年(936年)五月改授石敬瑭為天平軍節度使，并降旨催促赴任。石敬瑭懷疑末帝對他起疑心，便舉兵叛變。后唐派兵討伐，石敬瑭被圍，向契丹求援。九月契丹軍南下，擊敗唐軍。石敬瑭在十一月受契丹冊封為大晉皇帝，認契丹主為父，自稱兒皇帝，然后向后唐都城洛陽進軍，末帝在閏十一月(937年1月)自焚，后唐遂亡。沙陀人石敬瑭滅后唐后，建立后晉，并在938年按約定將燕云十六州獻給契丹。燕云十六州被割讓給契丹(遼朝)以后，中原失去了與北方游牧民族之間的天然和人工防線，遼國也開始從單純的游牧民族，向游牧與農耕相交雜的民族過渡。在燕云十六州，漢族也和契丹族混居。顯德六年(959年)，后周世宗柴榮率軍攻遼，水陸并進，一個多月內收復瀛、莫、寧(天津靜海縣南)三州，以及益津關(河北霸縣)、瓦橋關(涿縣南)、淤口關三關。五月，欲攻取幽州(今北京)時，因病重班師，六月十九日，卒于東京(今河南開封)。

北宋時期

宋朝開國之后，面對遼朝(契丹)鐵騎由燕云十六州疾馳而至的威脅，不得不在汴京附近廣植樹木。宋太祖趙匡胤不忘收復燕云，曾在內府庫專置“封樁庫”，打算用金錢贖回失地。宋朝還在河北南部興建“北京”大名府和遼國對峙。太平興國四年(979年)宋太宗趙光義移師幽州，試圖一舉收復燕云地區，在高梁河(今北京西直門外)展開激戰，宋軍大敗，宋太宗中箭，乘驢車逃走。之后北宋與遼進行了長期的戰爭，一直未能占領此地。景德元年(1004年)北宋真宗抵澶州北城，后與遼國在澶州定下了停戰和議，史稱“澶淵之盟”，之后宋遼邊境長期處于相對穩定的狀態。

宣和四年(1122年)宋金訂立“海上之盟”，約定聯合滅遼后，金歸還宋燕云十六州。于是北宋預置了燕山府路和云中府路。金太祖完顏阿骨打把遼天祚帝趕到燕山以西之后，于1123年二月把太行山(后明在此建內長城)以南的燕京、涿州、易州、檀州、順州、景州、薊州如約歸還。但阿骨打死后，金以張覺事變為由伐宋。宣和七年(1125年)十二月金兵又占領燕京地區。第二年金國大舉南下，俘虜了徽欽二帝，占據了中原地區，史稱“靖康之變”，北宋滅亡。1127年，宋舊皇室趙構衣冠南渡，宋高宗趙構建立南宋偏安政權，后來遷都臨安(杭州)。

金朝

1115年金太祖完顏阿骨打建立金朝，1123年金太宗完顏晟即位，1125年滅遼，1127年滅北宋，1153年金朝皇帝完顏亮再擴建燕京為金中都，定為首都。

蒙元時期

1213年，燕云十六州被蒙古帝國占領。成吉思汗大軍南下，橫掃河北，1215年，元太祖成吉思汗攻克金中都，并改名為燕京，1234年，蒙古滅金朝。1276年，元朝滅南宋，1279年，元朝消滅南宋殘余抵抗勢力，統一全國。1264年八月，元世祖忽必烈下詔改燕京(今北京市)為中都，定為陪都。1267年忽必烈遷都位于中原的中都，1272年，將中都改名為大都(突厥語稱汗八里，帝都之意)，將上都作為陪都。

明朝

燕云十六州在非漢族的統治者統治了455年(913-1368年)之后，明朝洪武元年(1368年)八月，明太祖朱元璋遣徐達、常遇春攻克大都，燕云十六州得以重新并入漢人勢力范圍。1421年，明成祖朱棣遷都北京。1644年，李自成攻克北京，崇禎帝自殺，明朝滅亡。

滿清時期

1644年清軍入關，擊敗李自成，清世祖順治皇帝定都北京，燕云十六州再次由滿族經略，直到1912年清朝滅亡。

民國

1912年清帝退位，清王朝覆滅，幽云十六州由北洋政府管轄，北京被定為首都，1928年，南京國民政府北伐軍攻克北京，改名為北平。

抗日戰爭時期

因侵華日軍的占領，燕云十六州在長達8年的時間里又是在日本人的統治當中，最后1945年8月15日日本人無條件投降以后，燕云十六州回到了中華民國的手中。