隋初，先是沿袭北周旧制，实行州、郡、县三级行政建置。开皇三年（583）十一月，撤销天下诸郡，使行政建置体制由州、郡、县三级制变成州、县二级制。当时，于蓟城置幽州总管府，原来的燕、范阳、渔阳、平昌等郡撤废，各郡所领的县直接归幽州总管府管辖。时过二十多年后，于隋炀帝大业三年（607）四月，又将州一律改为郡，实行郡领县的二级行政体制。当时，幽州改为涿郡，领蓟、良乡、安次、涿、固安、雍奴、昌平、怀戎、潞九县。除安次、涿、固安、雍奴四县外，其余都在今北京市境。此外，隋安乐郡及所属燕乐、密云二县，亦在今北京市境。渔阳郡及所领无终县的北部为今平谷地。
隋代，辽东地区的高句丽势力渐盛，对隋王朝傲慢无礼。隋文帝、炀帝都曾发兵征讨。特别是隋炀帝发兵征高句丽，规模之雄壮，气势之强盛，可以说是史无前例的。为此，隋炀帝时开凿了永济渠，引山西东南部的沁水，向南与黄河连通，然后借向东北流的沁水、卫河等河道，北到直沽（今天津），再借桑干河道北通涿郡。隋炀帝还在蓟城西南郊建有行宫，名临朔宫，多次驻跸。
唐代有国计289年。其间以蓟城为治所的行政建置变化较大。武德元年（618）五月，废除隋代的涿郡，复置幽州总管府。这时，幽州总管府管幽州、易州、平州、檀州、燕州、北燕州、辽州、营州八州。其中，以蓟城为治所的幽州，领蓟、良乡、潞、涿、固安、雍奴、安次、昌平八县，有蓟、良乡、潞、昌平四县在今北京市境。武德五年（622），幽州升为大总管府；七年（624），改幽州大总管府为大都督府。九年，降幽州大都督府为都督府。到贞观八年（634），幽州都督府又升为大都督府。武则天万岁通（696-697）天中，狄仁杰转任幽州都督，可见这时原幽州大都督府又降为都督府了。唐玄宗开元八年（720）九月，以御史大夫王晙为兵部尚书兼幽州都督，足以说明幽州都督府的重要性。所以，开元十三年便将幽州都督府又升为大都督府。天宝元年（742），“天下诸州改为郡，刺史改为太守”，幽州遂改为范阳郡。肃宗乾元元年（758），又废范阳郡而恢复幽州的建置。据《新、旧唐书·地理志》的记载，幽州直接领蓟、幽都、广平、潞、武清、永清、安次、良乡、昌平九县。其中，除武清、永清、安次三县外，其余各县都在今北京市境。此外，檀州及所领的燕乐、密云二县，妫州及所领的妫川县，以及蓟州所领的渔阳、三河二县的北部，也在今北京市境。
在这里还应该补充说明的是，唐代有一部分原是东北边疆地区的羁縻州县，在唐中后期先后内迁，寄治幽州地界。主要有：（突厥）顺州及所领宾义县，瑞州及所领来远县；（契丹）归顺州及所领怀柔县，威州及所领威化县，带州及所领孤竹县，沃州及所领滨海县，师州及所领阳师县；（靺鞨）燕州及所领辽西县，慎州及所领逢龙县，黎州及所领新黎县，夷宾州及所领来苏县；（奚）归义州及所领归义县，崇州及所领昌黎县，鲜州及所领宾从县等。这些羁縻州县都寄治在今北京市境。还有些羁縻州县虽然也是寄治幽州地界，但不在今北京市境，就不一一列举了。
如果说汉、魏时期的幽州与蓟城，作为中原王朝经略东北疆域的军事重镇的功能显露得还没有那么充分的话，那么，隋、唐之世的幽州与蓟城，作为隋、唐王朝经略东北疆域的军事重镇的功能则发挥得淋漓尽致。
隋文帝开皇十八年（598）二月，任命汉王杨谅为行军元帅，率领水、陆两股大军30万人，讨伐高句丽。隋炀帝大业七年（611），准备讨伐高句丽。这年十二月，开往辽东路上的士兵及馈运粮草的大队人马，填咽于道，昼夜不绝。转年春正月，大军集于涿郡。先期御龙舟从江都（今扬州）循通济渠和永济渠到达涿郡临朔宫的隋炀帝发布号令，大意是说：“……高句丽人头脑昏胀，不知天高地厚，对我大隋不恭不敬。他们聚居于渤海、碣石山之间，急切地吞并邻部的土地。……又联合契丹人侵扰辽西。对此要是可容忍，还有什么不能容忍的呢！……现在就是最适宜给你们下达命令开始行动的时候。你们要分路前进，袭取渤海（渤海部落的中心，在今吉林敦化）时应以雷震之威，经过夫余（今吉林四平市）时要逞电扫之势。你们要检查好干戈盔甲，誓师后而行动；遇敌时要三令五申，有必胜的把握时而再战。”兵分左、右翼，各从第一军到第十二军，也就是说共有二十四军，总计113.38万人，号称200万，准备分道进发。还有大军要由海道而进，舟舻千里，高帆疾驶，巨舰云飞。隋炀帝说得好：“我们是王者之师，要讲义气，切勿滥杀，圣人的教诲，必定能战胜残暴。上天惩罚有罪，本是惩罚元凶，对于远离首恶的人们或是胁从者，不要理他们。”隋炀帝发布如上的号令之后，大隋王师就浩浩荡荡地出发了。从第一军启行到最后一军出发，共用了40天的时间，当时就有人感叹“近古出师之盛，未之有也”。隋炀帝这次大规模地用兵辽东，就是从涿郡（幽州，即蓟城）出发的。大业九年（613）正月，隋王朝又征募天下兵卒民夫“为骁果”（即敢死队），集于涿郡，继续增兵辽东。
隋炀帝大举用兵辽东，还是取得了一定的效果。隋朝用兵辽东时，幽州（涿郡）作为军事重镇的功能已凸显出来。但是，高句丽对中原王朝东北边域的骚扰并没有停止，威胁延续到唐朝初期。
唐太宗贞观十八年（644）七月，命令营州都督张俭统率幽州、营州的官兵以及契丹、奚的士卒，征伐高句丽。同年十一月，又命刑部尚书张亮为平壤道行军大总管，兵部尚书李积和中书令马周为辽东道行军大总管，统率十六总管的大军讨伐高句丽。十九年二月，为伐高句丽，唐太宗亲自统率六军从洛阳出发，奔向幽州。四月，在幽州举行了隆重的誓师活动，大大地犒劳了出征将士一番。就在这个月，李积攻克盖牟城（在今辽宁抚顺市东）。五月，平壤道行军总管程名振攻克沙卑城（今辽宁海城市）；唐军又攻克辽东城（辽阳市）。六月，攻克白岩城（在辽阳东北五十里）。不久，唐军大败高句丽于安市城（今辽宁盖县东北）东南山。九月，唐军班师。十一月，又在幽州大大地犒劳征讨高句丽的将士。唐代幽州城（蓟城）的军事重镇形象，愈加鲜明和突出。
（六）辽升陪都——南京城
五代后唐清泰三年（936）十一月十二日，契丹王耶律德光在晋北会见五代后唐主石敬瑭时说：“我三千里赴义，事须必成。观尔体貌恢廓，识量深远，真国主也。天命有属，时不可失，欲循蕃汉群议，册尔为天子。”意思是说：“我契丹王不怕三千里之远，为了一个‘义’字前来赴会，所以事情必须办成。我看你身体、相貌有模有样，见识深远，肚量宏大，真正是当国主即皇帝的料儿。老天爷的意愿是有主儿的，时不可失，机不再来，我想遵循契丹与汉民大家的议论，立你为天子，当皇帝。”对于契丹王的夸奖，虽然石敬瑭装模作样地谦让，但心里美滋滋的，他的部下与契丹部将也都纷纷劝他不要推让，要当皇帝。于是，便在晋阳（今太原）城南筑坛，册立石敬瑭为“大晋皇帝”。契丹王耶律德光自愿解下衣冠授予石敬瑭，以示对新立的“大晋皇帝”的支持。当天，石敬瑭就答应契丹王：愿以雁门（在山西代县北）以北及幽州之地，献于契丹，作为为契丹王祝寿的寿礼，而且仍然约定每年后晋要向契丹输纳布帛30万匹。就这样，幽（今北京）、蓟（今天津蓟县）、瀛（今河北河间）、莫（今河北任丘）、涿（今河北涿州）、檀（今北京密云）、顺（今北京顺义）、妫（今河北怀来旧城）、儒（今北京延庆旧县）、新（今河北涿鹿）、武（今河北宣化）、云（今山西大同）、应（今山西应县）、朔（今山西朔县）、寰（今山西朔县东北）、蔚（今河北蔚县）所谓“燕云十六州”，便被后晋皇帝石敬瑭割让给了契丹。《契丹国志》有评论说：“天下视燕为北门，失幽、蓟则天下常不安。幽、蓟视五关（德胜口、居庸关、古北口、松亭关、山海关）为喉襟，无五关则幽、蓟不可守。”所以，石晋割让幽、蓟并五关给契丹，不仅决定了石晋必败，而且使随后的中原大宋王朝也难以将契丹辽国赶回五关之外，宋、辽以今河北大清河为界，南、北对峙了近两百年。
辽会同元年（938）十一月，升幽州为南京，置析津府，分蓟县为析津县（金改大兴县）和幽都县（后改宛平县）。从此，“幽州”、“蓟城”的名称退出历史舞台，销声匿迹。
辽代实行多都制，首都是上京临潢府（在今内蒙古巴林左旗），另有中京大定府（今内蒙古赤峰市南之宁城）、东京辽阳府（今辽宁辽阳）、西京大同府（今山西大同）、南京析津府（今北京）。
辽南京又称燕京，虽然只是辽王朝的陪都之一，但这是在古蓟城的基础上北京城市发展的极其重要的一步。辽南京的城市性质和功能，已不是此前作为中原王朝经略东北疆域的军事重镇的幽州可比的了，它已初步具备一个封建王朝国都的性质与功能了。
辽南京在三千多年的北京城市发展史上，具有承前启后的特殊地位和作用。《契丹国志》盛赞辽南京“户口三十万。大内壮丽。城北有市，陆海百货，聚于其中。僧居佛寺，冠于北方。锦绣组绮，精绝天下。膏腴疏蓏、果实、稻粱之类，靡不毕出，而桑柘麻麦、羊豕雉兔，不问可知。……既筑城后，远望数十里间，宛然如带，回环缭绕，形势雄杰，真用武之国也。”《辽史·地理志》则记载说：辽南京城周垣三十六里，城墙高三丈，厚一丈五尺。敌楼、战橹都具备。城开八个门，从左到右，东面是安东门、迎春门，南面是开阳门、丹凤门，西面是显西门、清晋门，北面是通天门、拱辰门。从外向内，城分大城、皇城、大内（即宫城）三重。大内在西南隅。皇城内有供奉辽景宗、圣宗二位皇帝御容的大殿。皇城东门名宣和门，其西南就是大内，内门名宣教门（后改名元和门）。外三门名南端门、左掖门（改名万春门）、右掖门（改名千秋门）。各门都有楼阁。球场在外三门南，东为永平馆。皇城西门名显西门（与大城西边二门中的南面一门同），平常关闭不开；北门名子北门。皇城西城墙顶上建有凉殿，东北隅有燕角楼。城内坊市、廨舍、寺观很多。
关于辽南京城的周垣长度，不同的史书所记数值大不一样，如唐《元和郡县志》谓幽州城周垣三十二里。宋路振的《乘轺录》记为二十五里；南宋许亢宗的《行程录》则说是二十七里，《辽史·地理志》说得更多，为三十六里。这种差别不是唐、辽间蓟城变化的反映，而是不同时代的作者依据“里”的尺度不同造成的。在《金中都》一书中，经过作者考证认为：辽南京的东城墙在今烂漫胡同西侧较为可靠；西城墙应在从甘石桥南流的莲花河稍东，莲花河为辽南京西垣护城河是较恰当的；南城墙在南河泡子之南、菜户营之北，今白纸坊东、西街稍北处；因为白云观以北在清末、民初时存在败垣二段，姑且认为它是辽金城之北垣。可以说，这是迄今有关辽南京城的规模与范围的最具体、最可信的论证。
（七）金升首都——中都城
辽代后期，世居黑龙江、长白山地域以渔猎为生的女真民族渐渐强盛起来。从始祖函普传七世至阿骨打。辽天祚帝天庆五年（1115）正月初一日，阿骨打即皇帝位，定国号为“大金”，建元“收国”。《大金国志》记载，金人原本不知道筑城郭，他们居住的只有“皇帝寨”、“国相寨”、“太子庄”之类。金太祖天辅六年（1122），升“皇帝寨”为会宁府，建为京师（今哈尔滨市东南之阿城），将已攻占的辽上京改作北京。这时候，金与大宋的使臣秘密约定，宋与金联手，南北夹攻辽，待灭辽以后，将辽的南京（燕京）、西京及附属州县归还大宋，宋则每年给金国“岁币”数百万，以为交换条件。金军很快地南下攻取辽中京（宁城）、西京（大同）、南京（燕京），辽天祚帝等残余势力向西北逃亡阴山。次年秋，金军把燕京的金帛、子女、职官、豪族、民户、工匠等席卷东去，将一座空城留给宋国，但大宋仍要将数百万“岁币”交给金人。仅仅过了三年，即金太宗天会三年（宋宣和七年，1125）秋，金人彻底撕毁与宋使的协约，大举南下伐宋，不仅将燕京、西京又收入金人之手，第二年（宋靖康元年）闰十一月初二日，金军攻克宋都汴梁（开封），北宋王朝灭亡。
转年五月初一日，落难的宋康王赵构辗转逃至宋的南京（今河南商丘），在随从官员的拥护下，登基当了皇帝，恢复大宋王朝，改元“建炎”，史称“南宋”。之后，金军又多次大举南伐，甚至打过长江，兵抵杭州，但在以岳飞为代表的宋国军民的英勇抗击下，金人也一时难以灭宋，所以于皇统二年（南宋绍兴十二年，1142）二月，宋使曹勋与金帅宗弼达成协议：宋以每年给金国银25万两、绢25万匹为条件，与金国“画淮为界，世世子孙，永守誓言”。这在金与南宋两国的历史上都是重大事件。
