西突厥汗国建立初期，正值隋唐易代。西突厥汗国与唐朝关系良好，随着商贸的繁荣，农业经济的发展，沿天山北麓出现了新兴的城堡和聚落中心。

西突厥汗国有大小可汗分治制，可汗牙庭经常变迁。全盛时期，西突厥疆域囊括整个中亚。

西突厥统叶护可汗颇有作为，他东征西讨，征服了众多部落。为了更好地统治西域，统叶护可汗将牙帐迁往碎叶（今吉尔吉斯斯坦）为中心的千泉草原一带。值得提及的是，碎叶城是中国最伟大的浪漫主义诗人李白的出生地。

统叶护可汗册封西域各国国王为“颉利发”，派一名突厥贵族为吐屯，监护西域，统领军队，征收赋税等。《旧唐书·突厥下》评价统叶护可汗“勇而有谋，善攻战”。

唐朝的玄奘法师西行取经，经过碎叶城时，曾受到统叶护可汗的隆重接待。玄奘对统叶护可汗的牙帐和容貌进行了生动描述：“可汗身着绿绫袍，露发，以一丈许帛练，裹额后垂。达官二百余人，皆锦袍辫发，围绕左右……帐以金花装之，烂眩人目。诸达官于前列长筵两行侍坐，皆锦服赫然。余仗卫立于后，观之，虽穹庐之君，亦为尊美矣。”

玄奘在统叶护可汗牙帐逗留期间，可汗曾接待过来自中国和来自吐鲁番王的使者。“令使者坐，命陈酒设乐。可汗共诸臣使人饮……于是益相酬劝，卒浑钟碗之器，交错递倾，僸未兜离之音，铿锵互举。虽蕃俗之典，亦甚娱耳目，乐心意也。少时，更有食至，皆烹鲜，羔犊之质，盈积于前。”

由此可见，统叶护可汗是一位豁达开明、热情好客的君王，玄奘西行求佛法得到了统叶护可汗的鼎力支持和资助。统叶护可汗曾与唐朝缔结共同反对东突厥的政治同盟，唐朝还欲效仿西汉下嫁公主和亲，遭到东突厥阻挠，未能实施。

唐贞观初年（627），统叶护可汗被叔父贺莫咄谋杀，贺莫咄自立为俟毗可汗，突厥各部反对。两厢部落各推举可汗争权，相互厮杀，西突厥汗国分裂，逐步走向衰落。

东汉末年至魏晋南北朝时期，以汉民族为主体的中央政府长期虚弱分裂，自身尚且难保，根本无暇顾及伊犁河流域，各种政权像走马灯一样轮替，一位伊犁史学者说：“纵观千年史实，伊犁这个地方，民族必争。”

唐王朝的崛起十分迅猛，可谓横空出世，对西域影响深远。

唐朝初年，高昌、龟兹等西域诸国都曾遣使，向唐朝进贡。唐太宗李世民继位后，国力日渐增强。东突厥连年劫掠侵扰边境，百姓苦不堪言。此时，东突厥属部不甘欺诈凌辱，纷纷起兵反叛。唐太宗借此良机出兵进攻东突厥，大获全胜，一举消灭了东突厥。漠北各部落纷纷归降，西域诸国更是闻风而动，争前恐后派遣使节到长安表示臣属。唐王朝在在伊吾设立西伊州。