北燕是后燕政权在辽西的延续。当年拓跋珪攻下中山后，后燕主慕容宝率众奔辽西龙城。至此后燕仅有辽西等辽水流域的地方，地狭力弱，而宗室还互相残杀，慕容宝被杀死。他的后继者慕容盛和慕容熙都是荒淫残暴之徒。407年（晋义熙三年），中卫将军、鲜卑化汉人冯跋推慕容宝的养子高句丽人高云（又称慕容云）为天王，杀死慕容熙，后燕至此灭亡。
后燕自慕容垂至慕容熙，共历24年（384—407年）而亡。
409年（东晋义熙五年），高云被部下所杀，冯跋称天王，建立北燕。
冯跋字文起，长乐信都（今河北冀县）人。祖父冯和，永嘉之乱时，避乱到上党（今山西长子县境）。父安，在西燕为官，西燕灭亡，迁居龙城。慕容宝末年，任中卫将军。在慕容熙执政时，由于赋役繁重，人人思乱，冯跋就与他兄弟等二十二人定计，杀死慕容熙，拥立高云。后高云被杀，冯跋称天王，建元太平，国号仍旧为燕，史称北燕。冯跋继承后燕的典章制度，但冯跋执政期问，北燕政局比较稳定。他勤于政事，政治比较清明。下令革除前朝苛政，轻徭薄赋，劝课农桑。他规定老百姓每人植桑一百株，种柘（也叫黄桑，叶可喂蚕）二十株，使辽东地区的蚕桑业得到发展。他还禁止贿赂得官；兴办学校，发展教育；崇尚节俭，反对厚葬等等，北燕的社会比较稳定。
430年（北魏神三年），冯跋病死，他的弟弟尽杀冯跋的儿子，自立为燕天王。431年，北魏前来进攻，辽东等四郡投降，北魏迁四郡民三万余户而归。从此北魏不断进攻，直到436年（北魏太延二年），冯弘在北魏强大攻势下，烧毁龙城宫殿，逃往高句丽，北燕至此灭亡。北燕从冯跋至冯弘，共历28年（409—436年）而亡。
拓跋焘灭掉北燕后，北方所存在的对手就只有河西地区的北凉了，于是，拓跋焘集中兵力，向北凉发动了进攻。
久据河西走廊的张氏前凉被前秦苻坚灭亡后，河西走廊一度归属于前秦。前秦在淝水之战失败后，国力衰弱，河西地区的各少数民族上层分子乘机纷纷建立政权，从淝水战后的385年（东晋太元十年）到北魏灭北凉，统一北方的439年（北魏太延五年），短短的55年时间里，河西地区先后并存四个政权，即氐人吕光所建的后凉；鲜卑秃发部秃发乌孤建的南凉；卢水胡沮渠蒙逊建的北凉；汉人李暠建的西凉。
前秦苻坚统一北方后，于383年（晋太元八年）命太尉吕婆楼的儿子吕光统率七万五千步骑兵征讨西域。吕光到达龟兹城（今新疆库车），西域三十多个国家陆续归附。苻坚任命吕光为使持节、都督玉门以西诸军事、安西将军、西域校尉，经营西域。苻坚淝水战败后，吕光率军东归，走到玉门关，前秦凉州刺史梁熙发兵，在酒泉拦截吕光，吕光大败梁熙，乘机占领凉州刺史的治所姑臧城（今甘肃武威）。386年（太元十一年），自称使持节、侍中、中外大都督、督陇右河西诸军事、大将军、凉州牧、酒泉公。历史上称他的政权为后凉。389年，吕光称三河王，396年称天王。
吕光占据凉州后，刑法苛刻，晚年又听信谗言，朝政日益衰败，各地反叛不断。他的部将沮渠蒙逊、段业起兵反吕光，拥兵自立。399年（晋隆安三年），吕光死，太子吕绍继立，吕氏子孙开始互相残杀，国力更加削弱。吕隆执政时，后秦姚兴、南凉秃发傉檀、北凉沮渠蒙逊交相进攻，战争连年，生产大受破坏，国库空虚，百姓更是饥苦难熬，无法生活下去。在沮渠蒙逊围困姑臧时，姑臧城内一斗米卖五千文，人吃人，饿死十多万口人。城门昼夜紧闭，不准百姓出城砍柴。老百姓乞求出城为其他族做奴婢的，每天都有数百人。吕隆怕扰乱人心，竟丧心病狂地将这些百姓杀死，尸体堆满街道。在这种走投无路的情况下，403年（晋元兴二年），吕隆向后秦投降，后凉灭亡。后凉自吕光据凉州到吕隆投降，共历18年（386—403年）。
在后凉晚期，河西地区进入分裂割据时期，继后凉之后，出现南凉、西凉、北凉并立的局面。
南凉是河西鲜卑秃发氏所建立的政权。“秃发”是“拓跋”的不同译法，是拓跋鲜卑的一支，在汉、魏之际，由部族酋长秃发疋孤统率，由塞北迁到河西，所以又称“河西鲜卑”。他们在河西地区定居下来，进行畜牧和农业生产。到秃发乌孤时，部众强大起来。吕光据凉州，封秃发乌孤为冠军大将军、河西鲜卑大都督、广武县侯。397年（晋隆安元年），秃发乌孤自称大将军、大单于、西平王，定都廉川堡（今青海乐都县东）。后攻占金城，改称武威王，迁都乐都（今青海乐都）。399年，乌孤从马上掉下来摔死，他的弟弟秃发利鹿孤继立，迁都西平（今青海西宁），改称河西王，向后秦姚兴称臣。利鹿孤死，他的弟弟秃发傉檀继立。又将都城迁回乐都，改称凉王，历史上称这个政权为南凉。
后凉吕隆投降后秦，姚兴取得姑臧，由于姑臧距长安太远，后秦无力派兵统治，便命秃发傅檀为凉州刺史，镇守姑臧。傅檀占据姑臧后，立即与姚兴决裂，成为独立的割据政权。秃发傅檀非常好战，407年（义熙三年），他大举进攻北凉沮渠蒙逊，结果被蒙逊打败。这一年，大夏赫连勃勃又来进攻，掠走百姓二万七千余口，牛马羊数十万头，给南凉以沉重打击。秃发傅檀再次进攻北凉，又被沮渠蒙逊打败。他在河西走廊已没有立足之地，只好迁都回乐都。沮渠蒙逊穷追不舍，曾三次包围乐都。由于连年累月的战争，生产无法进行。傉檀为解决粮食危机，进攻西部乙弗部，夺取些羊马。西秦乞伏炽磐乘机占领乐都，并将城中文武百姓万余口迁到袍罕（今甘肃临夏县东北）。都城已失，部下逃散，傉檀无路可走，只好于414年（义熙十年）投降西秦，南凉灭亡。南凉自秃发乌孤称王到傉檀投降西秦，共历18年（397—414年）而亡。
南凉灭亡后，河西地区只剩下西凉和北凉两个政权了。
西凉是汉人陇西大姓李暠所建立的政权。李暠，字玄盛，陇西狄道（今甘肃临洮）人。吕光末年，段业叛据张掖，自称凉州牧，以李暠为效谷令，后为敦煌太守。400年（晋隆安四年），李暠自称大都督、大将军、凉公，领秦凉二州牧，建年号庚子，历史上称他的政权为西凉。于是，分封官吏，攻取玉门关以西地区，并且大种田谷，准备东伐北凉。但是，西凉是河西诸凉中力量最弱的一个，它所统辖的地区只有今天甘肃的酒泉、玉门、安西、敦煌几个县的地方，并且只有三万步骑兵，根本无法与别的政权相比。不过，李暠是位博涉经史的儒生，他大力提倡发展儒学，兴办学校，增加高门学生五百人。河西名儒刘昞、宋繇等都被他重用。他对河西文化的保留与发展，起了重要作用。
405年（义熙元年），为了东抗北凉沮渠蒙逊，迁都酒泉，但国力有限，李暠统一河西的愿望无法实现。417年（义熙十三年），李暠病死，李歆继位。
李歆继位后，不恤民力，大修宫殿，并且严刑峻法，统治残暴，使西凉国力更弱，再加上北凉沮渠蒙逊不断进攻，政权衰落下去。420年（宋永初元年），李歆听说北凉沮渠蒙逊要出兵东伐西秦乞伏炽磐，就想乘机偷袭沮渠蒙逊的根据地张掖，不想正中沮渠蒙逊的圈套。蒙逊根本没去东征，而是把军队埋伏在西凉进军的路上。李歆率步骑三万，倾巢而出，结果全军覆灭，李歆也战死，西凉灭亡。西凉自李暠称王到李歆战死，共历21年（400—420年）。
西凉灭亡后，北凉统一了河西走廊，成为十六国后期河西诸凉中最强大的政权。
沮渠蒙逊，临松（今甘肃张掖县境）卢水胡人。匈奴设左、右沮渠官，蒙逊的祖先为左沮渠官，便以官为姓。卢水就是今天甘肃的黑河，沮渠氏世代居住在这里，为部落酋长，都以雄健勇猛而著称。蒙逊的祖父沮渠祁复延，封狄地王；父亲法弘，任苻坚的中田护军。蒙逊继统父亲部众，他雄才大略，有勇有谋，被诸胡所推崇。他们主要集中居住在河西走廊的张掖一带，是河西地区较有实力和影响的军事力量。397年（晋隆安元年），后凉吕光命蒙逊的伯父沮渠罗仇、麹粥与他弟弟吕延一起征伐西秦，结果失败，吕延战死，吕光怪罪罗仇和麴粥，将他们俩杀死。当时蒙逊正在姑臧领兵，担任保卫工作。当罗仇与麴粥的尸体运到临松时，卢水胡诸部都来送葬，有万余人。蒙逊也回到临松，他以为伯父报仇为名，与诸部结盟起兵，攻下临松郡，屯据金山（今甘肃山丹县境）。他与堂兄沮渠男成共推后凉建业太守段业为主。段业称大都督、凉州牧、建康公；以蒙逊为镇西将军、张掖太守；男成为辅国将军、酒泉太守。段业占据张掖，称凉王。401年（隆安五年），蒙逊诬告男成谋反，诱使段业杀成男。蒙逊又以段业滥杀无辜为借口，乘机攻杀段业，攻下张掖，自称大都督、大将军、凉州牧、张掖公，改元永安，历史称他的政权为北凉。
蒙逊占据张掖后，以张掖为据点，四面出击。他几次围攻南凉，迫使秃发傉檀放弃都城姑臧，迁都乐都。蒙逊占领姑臧，并把都城迁到这里，改称河西王。随后又进攻西凉，消灭西凉，占领酒泉、敦煌等地，统一了河西走廊。他全盛时期，拥有武威、张掖、敦煌、酒泉、西海、金城、西平、乐都等广大地区，就连西域各国都纷纷向他称臣。
沮渠蒙逊不仅有卓越的军事才能，能征善战，而且还有丰富的统治经验。他虽是卢水胡人，但已完全汉化，有较高的文化修养。他博涉经史，深明治国之道，并且有较丰富的封建政权管理经验。在用人上知人善任，没有民族偏见，只要有才能，都给予重用。如阚骃、张湛、刘昞、索敞、阴兴、宗钦等，这些人既有河西旧姓，又有避难来此的中原士人，都被他重用。他注意发展农业生产，减免百姓徭役，使百姓专心生产，实行轻徭薄赋，与民休息的统治政策，这是他政权能够稳定和强大的重要原因。沮渠蒙逊统治最值得称颂的是他重视文化教育，崇尚儒学。对于那些汉族文人，都加以重用。沮渠蒙逊在平西凉酒泉时，从宋繇家中得到数千卷书，蒙逊慨叹道：“我不以打败李歆为喜，高兴的是得到了宋繇！”可见他对汉族文人的重视。
蒙逊这种重视汉族文化，崇礼儒学，重用汉族文人的思想被他的后继人沮渠牧犍所继承。他拜儒学大师刘昞为国师，并亲自率百官跟刘昞学习。437年（宋元嘉十四年），牧犍派使臣到宋，送给刘宋河西文人所著的书籍一百五十四卷，可见河西地区文人之多，文化之盛。从这方面可以说，沮渠氏对中华民族文化的保存、发展和传播，贡献是巨大的。
433年（宋元嘉十年），蒙逊病死，他的三儿子沮渠牧犍继位。这时北魏已统一中原和关中地区，于439年（北魏太延五年），拓跋焘率军进攻北凉，占领姑臧，擒牧犍，北凉亡。北凉自沮渠蒙逊到牧犍，共历39年（401—439年）而亡。
至此，拓跋焘以其卓绝的军事才能，完成了北方的统一大业，从而结束了130多年五胡十六国分裂割据的局面，历史进入一个新的时期，即南北朝时期。
