在两晋南北朝的百余年大乱世当中，匈奴族作为乱华的发起者，作为“五胡乱华”的主力之一，曾有过短暂的辉煌，先后建立过汉赵、胡夏和北凉三个政权。其中汉赵、胡夏的君主都效仿中原王朝称帝，而偏安一隅的北凉统治者则只是称王。

汉赵（304年～329年），亦称前赵，十六国时期列国之一，是西晋晚期由匈奴贵族刘渊建立的政权。
304年11月，南匈奴单于后裔刘渊以复汉为名，在左国城即汉王位，改元元熙，国号汉。308年10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，被庶弟刘聪篡位。313年刘聪夺取洛阳，俘杀晋怀帝。316年又俘虏晋愍帝，灭亡位于长安的西晋残余势力。
318年7月，刘聪病死，太子刘粲继立，八月靳准发动平阳政变杀刘粲。镇守长安的中山王刘曜发兵攻击靳准。十月刘曜带军行至赤壁（今山西省河津市赤石川）后登基称帝，改元光初，次年改国号为赵。
与此同时割据河北的确的石勒起兵反叛自称赵王，汉赵丧失东土，赵帝刘曜独存西境。史家为区分，将关中的刘氏赵连同刘渊所建的汉，即将稍前的匈奴刘姓政权统称为前赵，而将随后的石姓赵称为后赵。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。329年初，前、后赵大战于洛阳城西，刘曜饮酒过量，被后赵擒杀，汉赵主力被消灭。
329年，后赵军乘胜西进，前赵太子刘熙弃长安而奔于上邽（今甘肃省天水市）。九月，后赵石虎攻克上邽，杀死刘熙及文武百官，汉赵政权灭亡。

匈奴人刘渊建立的汉赵

胡夏是十六国时期匈奴铁弗部酋长赫连勃勃建立的政权。赫连氏本是匈奴南单于后裔，东汉末年内迁后改姓刘。五胡十六国时期先依汉赵，后附前秦。到苻坚灭代国，命其首领刘卫辰督摄黄河以西。前秦瓦解后，刘卫辰势力逐步发展，据有朔方之地。
晋太元十六年(391年)，北魏攻杀刘卫辰，其子赫连勃勃奔后秦，被后秦皇帝姚兴封为安远将军。晋义熙三年(407年)，赫连勃勃袭杀岳父、后秦高平公没弈干，并有其部，自称大夏天王、大单于，改姓赫连，自称匈奴是夏后氏后裔，故国号为夏。
晋义熙九年（413年），赫连勃勃在境内实行大赦，改年号为凤翔。征发岭北十万胡人、汉人，在朔方水北、黑水之南修筑都城，名曰统万城（今陕西靖边北）。
晋义熙十四年（公元418年），赫连勃勃乘东晋灭后秦，趁机攻下长安，在霸上（今陕西省西安市）即帝位，正式称帝。
刘宋元嘉二年（425年），赫连勃勃在永安殿去世，终年四十五岁，谥号武烈皇帝，庙号世祖，葬于嘉平陵，太子赫连昌继位。元嘉四年（427年），北魏攻取胡夏国都统万城。次年，赫连昌被擒。赫连昌之弟赫连定在平凉称帝。元嘉八年（431年），赫连定在征伐北凉渡黄河时，遭吐谷浑袭击，兵败被俘，被送到北魏后处死，自此胡夏灭亡。胡夏自赫连勃勃立国到赫连定被擒，前后一共存在二十五年。

胡夏统万城遗址

北凉（397年～460年），十六国时列国之一，都城姑臧，算上高昌北凉传国63年。401年沮渠蒙逊诬沮渠男成谋反，凉州牧段业斩沮渠男成，沮渠蒙逊以此为借口攻杀段业，自称凉州牧，改元永安，建立北凉。
沮渠部是匈奴的一支，其先祖世为匈奴左沮渠王，他们以部落为姓。东汉时，因初居卢水（今青海省西宁市）一带，又称卢水胡。三国时向南扩展到今四川北部，一部分则居于今甘肃武威附近，原以游牧为业，后部分改为农耕。
沮渠蒙逊412年定都姑臧，称河西王，凉州牧。此时北凉控制今甘肃西部、宁夏、新疆、青海的一部分，是凉州一带最强大的势力。421年灭西凉。433年蒙逊去世，其子沮渠牧犍继位。439年北魏太武帝拓跋焘率军团围攻姑臧，沮渠牧犍出降，北凉灭亡。
沮渠牧犍弟沮渠无讳西行至高昌重新建国，史称高昌北凉，444年沮渠无讳病故，弟弟沮渠安周继任。441年，乘鄯善国内乱之机占领了鄯善，被刘宋封为西域戎己校尉、凉州刺史、河西王。460年柔然攻破高昌，沮渠安周被杀，高昌北凉遂亡。

匈奴人沮渠蒙逊建立的北凉