西汉广阳郡先后改为燕国、广阳国。王莽时期广阳国改为广有郡，上谷郡改名朔调郡，渔阳郡改名通路郡，蓟县改名伐戎县。东汉恢复旧称[190]。
东汉建武十三年（37年），广阳郡并入上谷郡。永元八年（96年），复置广阳郡。渔阳郡东汉期间徙治潞。三国魏广阳郡改为燕国，渔阳郡并入。北魏燕国改为燕郡，复置渔阳郡，上谷郡徙治居庸（今延庆区东）。北齐于燕郡置东北道行台，废上谷郡。北周东北道行台改为幽州大都督府[190]。
隋开皇三年（583年），废渔阳郡。大业三年（607年），幽州改为涿郡[190]。
唐武德元年（618年），涿郡改为幽州总管府，后先后改为幽州大总管府、范阳郡、幽州大都督府、幽州都督府。建中二年（781年），析蓟县西境置幽都县，与蓟县共治幽州城[103][190]。
五代初期，军阀刘仁恭在此建立地方政权，称燕王，后被后唐消灭[190]。
北宋初年，赵光义在高梁河（今北京市西城区）与辽战斗，北宋大败，对燕云十六州从此望眼欲穿。
辽会同元年（938年），升幽州为南京，又称燕京，置幽都府，治南京城；蓟县改名蓟北县，与幽都县共同附郭南京。开泰元年（1012年），幽都府更名析津府，蓟北县更名析津县，幽都县更名宛平县。析津府辖6州、直辖11县，州辖13县，共24县。今辖区除延庆县外都在其内，延庆另属儒州。宋宣和四年（1122年），析津府改名燕山府，治燕京，辖12县。
金贞元元年（1153年），海陵王迁都燕京，改名中都，析津府改名永安府，治中都城。翌年，永安府改名大兴府，下辖大兴、宛平、安次、漷阴、武清、香河、昌平、良乡、永清、宝坻10县，今通州、顺义直属中都路，大兴、宛平2县共治中都城[190]。
元世祖至元元年（1264年），改称中都路大兴府。至元九年（1272年），中都大兴府正式改名为大都路（突厥语：Khanbalik，意为“汗城”，音译为汗八里、甘巴力克），也就是元大都。元大都成为全中国的交通中心，北到岭北行省，东到奴儿干都司（治所黑龙江下游），西到西藏地方，南到海南，都在此交流。从这一时期起，北京成为中国的首都。二十一年，置大都路总管府，领左、右警巡2院，辖大