北匈奴
汉伐北匈奴及争夺西域
留居漠北的北匈奴，连年遭受严重天灾，又受到南匈奴、乌桓、鲜卑的攻击，退居漠北后社会经济极度萎缩，力量大大削弱，多次遣使向东汉请求和亲。其一怕东汉北伐，其二想挑拨破坏东汉与南匈奴的关系；其三想在西域抬高自己声望，其四想通过和亲与东汉互市交换所需物资。
东汉政府没有答应和亲，仅同意双方人民互市。北匈奴从65年至72年不断袭扰劫掠东汉渔阳至河西走廊北部边塞地区。随着东汉的政治稳定和经济得到恢复发展，国力增强，在南匈奴的支持下，开始了征伐北匈奴的战争。
73年二月东汉派窦固等四路大军出击，占据伊吾卢城（今新疆哈密）。同年，派班超通西域南路鄯善国。75年至76年汉匈之间对西域展开了一场争夺战，窦固、耿恭击败呼衍王和左鹿蠡王，占车师、争夺金满城，因汉明帝死，中原大旱，人民负担太重，暂时罢兵。
83年至85年北匈奴人先后有七十三批南下附汉，加上南匈奴攻击，北匈奴力量大大削弱。87年鲜卑从东部猛攻北匈奴，杀死优留单于。
汉破北匈奴
优留单于死后，北匈奴大乱，漠北又发生蝗灾，人民饥馑，内部冲突不断，北匈奴内部危机连连。东汉乘此时机，于89年到91年与南匈奴联合夹击北匈奴。
89年（东汉永元元年）夏六月开始，窦宪、耿秉率军与南匈奴军队在涿邪山会合（今蒙古国满达勒戈壁附近），与北单于战于稽落山（今蒙古国额布根山），北单于大败逃走，汉军追击，俘杀一万三千余人，北匈奴先后有二十余万人归附。窦宪、耿秉登燕然山（今蒙古国杭爱山）刻石纪功而还（燕然勒功）。90年再出击北匈奴，北单于受伤逃走。91年东汉军又出击金微山（今阿尔泰山）大败北匈奴军，北单于迫使其西迁，率残部西逃乌孙与康居。
94年，南匈奴单于师子立。新降的北匈奴部众对单于师子不服，在同年，十五部二十几万人皆叛变，胁迫前单于屯屠何之子奥鞬日逐王逢侯为单于，匈奴再次分裂，东汉派遣大军以及乌桓、鲜卑兵共四万人大败逢侯，逢侯遂率众出塞，汉军追赶不及。107年，逢侯趁东汉放弃西域之际，控制西域，胁迫诸国共同搔扰东汉边疆十几年。118年，逢侯被鲜卑击败，率领百余人投靠东汉。
北匈奴西迁康居
在91年北单于战败后，率残部西逃至伊黎河流域的乌孙国，在其立足后，仍然出没于天山南北，实施掠夺。119年，北匈奴攻陷了伊吾，杀死了汉将索班。为了对付西域的北匈奴，东汉朝廷任命班勇为西域长史，屯兵柳中，班勇于124年、126年两次击败北匈奴，西域的局势开始稳定。在班勇离职后，北匈奴势力又重新抬头，汉将裴岑于137年率军击毙北匈奴呼衍王于巴里坤，151年，汉将司马达率汉军出击蒲类海，击败北匈奴新的呼衍王，呼衍王率北匈奴又向西撤退。
锡尔河是中亚的内陆河，流经今天的乌兹别克、哈萨克等国，注入咸海。在汉时，这里是康居国。北匈奴在西域遭到汉朝的反击，已无法立足，大约在160年左右，北匈奴的一部分又开始了西迁，来到了锡尔河流域的康居国。
悦般国
悦般国，魏晋南北朝时期北匈奴后裔建立的西域国名，“般”的读音应为“盘”。因其地古称“洧盘”而得名。南北朝时期与高车、柔然、厌哒、北魏争夺西域[新疆地区]的四大强国之一。
东汉时期，北匈奴西迁康居，其部落老弱病残者留居于新疆焉耆以北的巴音布鲁克草原一带，后与乌孙人、高车人同化融合，自成一国，南北朝时，国境拓宽至伊犁河流域。在与北魏与柔然争地的战争中，初与柔然交好，不久反目，征战不绝，并与北魏结盟，共同打击柔然，并于北魏保持着友好关系。其政治影响近似汉代乌孙。
柔然在五世纪上半叶入主漠北，继而攻打西域诸国。位于柔然西面的悦般曾经与柔然结好，并可能合作逐走乌孙。乌孙西迁后，两国瓜分乌孙的土地，悦般迁入乌孙故土，位于乌孙西北。后来柔然与悦般反目，屡次交战，时间在柔然大檀可汗（414年－429年）在位期间。
北魏太武帝希望联合悦般夹击柔然，太廷三年（437年）董琬、高明出使西域期间可能曾经会晤悦般王。太平真君九年（448年），悦般遗使北魏求援，希望东西合击柔然。
柔然处可汗吐贺真（444年－464年）因此丧失了鄯善、焉耆，其后的反攻却成功夺回焉耆，继而灭高昌沮渠氏政权，以十分忠于柔然的阚伯周为高昌王，高昌成了柔然的傀儡政权。柔然没有停止侵扰悦般，悦般随后西迁欧洲，估计是被柔然迫走。
南匈奴
（1）南匈奴依附东汉
依附汉朝的南匈奴人，被汉朝安置在河套地区。借着汉朝的军力多次大败北匈奴，接纳大量降众，势力大增。但因部族成分复杂，难以驾驭控制，造成内部不隐，时有叛乱，多位南单于被杀。而后汉朝对南匈奴的管理越加严厉。在东汉中期以后一再发生南单于被汉官员拘捕、更换、逼死甚至杀害。
187年，东汉末年黄巾起义、董卓专权之际，南匈奴发生内讧，国人杀死单于羌渠，子左贤王於夫罗即位。而参与者恐被报复不认可新单于，另立一位单于，於夫罗只得前往汉朝申诉求助。正值汉末大乱，只好留在河东。195年，南匈奴参与了中原混战，东汉蔡邕之女蔡文姬被掳掠去匈奴。202年，南匈奴首领归附汉丞相曹操，蔡文姬归汉。216年，曹操拘留呼厨泉单于，而派右贤王去卑监国，并将南匈奴分成五部，安置在平阳郡，匈奴单于王朝终结。
汉化的南匈奴，一直居住在河套一带，三国时期曹操把匈奴分成五个部，即左、右、南、北、中，分别安置在陕西、山西、河北一带。各部贵者为帅，后改称都尉；以汉人为司马以监督。於夫罗子刘豹为左部帅。
东汉末年以来，周边各民族纷纷涌入中原。其中以匈奴人人数最多，史称“关中人口百余万，戎狄居半，匈汉杂居”。而西晋因贾后乱政，引起了八王之乱，混战延续长达16年之久，给予了匈奴人介入的机会。
（2）徙居中原
公元4世纪，匈奴人刘渊在成都王司马颖手下为将。乘西晋八王之乱之后的混乱时期，刘渊在并州离石起兵立汉国，称汉王，后称帝，占领了北中国的大部分地区。
311年刘渊子刘聪攻占洛阳，316年攻占长安，灭西晋。318年，匈奴贵族靳准杀死刘聪子刘粲及其家族，自立为汉天王。刘聪族弟刘曜在长安称帝，改国号为赵，消灭了靳氏。因百姓负担极重，民怨沸腾，引起大规模反抗。328年，羯人石勒擒杀刘曜，次年在上邽杀其太子刘熙及其将相公卿等三千余人，赵亡。史称前赵或汉赵。
匈奴在中国北方衰落后，鲜卑人迅速进入蒙古高原，匈奴与鲜卑不断混血通婚，后代称为铁弗人。铁弗人赫连勃勃被鲜卑拓跋氏击败后投奔羌人的后秦。之后击败东晋军队，夺下了关中地区，以长安为都。425年赫连勃勃卒，子赫连昌继位。428年北魏俘赫连昌。赫连昌弟赫连定在平凉自称夏皇帝。431年北魏俘赫连定，夏亡。夏国的国都统万城是作为游牧民族的匈奴在东亚留下的唯一的遗迹。
融入匈奴人中的月氏人，称为匈奴别部卢水胡。其中沮渠家族推后凉汉官段业为主，在现甘肃地区建立政权，史称北凉。后沮渠蒙逊杀段业，自立为北凉主。433年蒙逊子沮渠牧犍继位。439年被鲜卑人拓跋氏北魏所灭。牧犍弟沮渠无讳西行至高昌，建立高昌北凉。460年，高昌北凉为柔然所攻灭。融入靠近高句丽的宇文鲜卑部落的一小支匈奴，进入辽东半岛。
一小支匈奴进入辽东半岛，融入靠近高句丽的宇文鲜卑部落。后来宇文氏篡西魏建立的北周政权。之后杨坚篡夺北周政权，建立隋朝，并统一中原。匈奴也在这期间融入各民族之中。五胡乱华及南北朝时代成为匈奴在中国历史舞台上的最后一场演出。
前赵
前赵（304-329），亦称汉赵，十六国时期主要16国之一，是西晋晚期少数民族第一个建立的政权。304年十一月，刘渊以复汉为名，在左国城（今山西离石县北）即汉王位，改元元熙，定国号为汉。正式建立汉国（匈奴汉国）。308年十月，刘渊正式称帝，改元永凤。309年迁都平阳。310年病卒。
长子刘和即位，后庶弟刘聪弑篡。316年晋愍帝降汉，西晋亡。318年七月，刘聪（汉昭武帝）死，其太子刘粲继立，八月靳准发动平阳政变杀粲。镇守长安的汉中山王刘曜发兵攻靳准。十月刘曜军行至赤壁（今山西河津市西北的赤石川），即位称帝，改元光初，改国号为赵。
之后石勒反刘而自称赵王，前赵丧失东土，赵帝刘曜独存西境。此后刘曜、石勒常相攻伐。由于刘曜在关中地区对各民族采取高压政策，加上治国无方，一味征战，国势日颓，石勒则控制了河北广大地区。
公元328年，二赵大战于洛阳城西，刘曜饮酒过量，兵败被擒，前赵主力被消灭。 329年，后赵军乘胜西进，前赵太子刘熙弃长安而奔于上邽[guī]（今甘肃天水）。九月，后赵石虎攻克上邽，杀刘熙及其文武百官，前赵亡。汉国5主15年，赵国2主11年。一说汉赵传3世5主，凡二十六年。
北凉
北凉(397年或401年－439年)是十六国之一。由匈奴支系卢水胡族的首领沮渠蒙逊所建立；另有一种看法认为建立者为段业，此说是以蒙逊堂兄沮渠男成拥立段业称凉州牧，并改元神玺为立国之始（397年）。
401年蒙逊诬男成谋反，段业斩男成，蒙逊以此为借口攻灭段业，仍称凉州牧，改元永安，因此亦有人以此为北凉立国之时。
北凉首都为张掖，蒙逊自称张掖公。412年迁都姑臧（今甘肃武威），称河西王。最强盛的时候控制今甘肃西部、宁夏、新疆、青海的一部分，是河西一带最强大的势力。420年灭西凉。433年蒙逊去世，其子沮渠牧犍继位。439年北魏大军围攻姑臧，沮渠牧犍出降，北凉亡，北魏统一华北。
后牧犍弟沮渠无讳西行至高昌，建立高昌北凉，一般认为已脱离五胡十六国时代之范围，460年高昌北凉为柔然所攻灭，无讳弟沮渠安周被杀，高昌北凉亦亡。
胡夏
夏国是南匈奴屠各种铁弗部族人赫连勃勃建立的，国都统万城，也是十六国时期最后出现的一个政权。赫连夏政权从赫连勃勃公元407年称天王大单于算起，到431年北魏（拓跋鲜卑）的属国吐谷浑俘赫连定止，仅存在了二十五年。
匈奴赫连勃勃亦称赫连夏。赫连勃勃曾任后秦姚兴的骁骑将军，夏龙升元年（407年）脱离后秦，自称大夏天王，大单于。刘裕灭掉后秦后，自回江南，留在长安的守兵力量薄弱，加上又发生内讧，赫连勃勃乘机袭取了长安。夏昌武元年（418年），勃勃在灞上即皇帝位，留儿子赫连璝镇守长安。他每征一地，往往大肆屠城和坑杀战俘。大夏的统治是通过军事征服，因此政权很不稳定，至其子赫连昌时，因被北魏所逼，南走上邦（今甘肃天水）。夏胜光元年（428年），魏攻陷上邦，俘赫连昌。赫连定逃奔平凉（今甘肃平凉西北），自称夏皇帝。夏胜光四年（431年），赫连定在西击北凉时，被吐谷浑所俘，胡夏亡。