隋唐时期，是中国历史上民族融合的重要时期，尤其是唐朝在处理民族关系时，以开放、兼容的气度，开创了盛唐的宏大局面。为加强对内蒙古大部分地区的控制及管理，唐朝前期设单于都护府、中后期设振武节度使，治所分别位于托克托县云中古城、和林格尔县盛乐古城。
（一）单于都护府
唐贞观四年（630年），突厥政权灭亡后，10余万突厥人归附唐朝。唐太宗将其安置在“河南地”，取消突厥可汗称号，改立为都督。在呼和浩特地区设有定襄都督府、云中都督府，统辖范围基本与汉定襄郡、云中郡相当。其后，设燕然都护府，定襄及云中都督府受其管辖。
此后，随着版图逐渐向漠北地区扩展，唐朝将位于内蒙古中部的燕然都护府向北迁移，并更名为瀚海都护府；将原瀚海都护府迁移到云中古城，更名为云中都护府；唐麟德元年（664年），云中都护府更名为单于都护府。《资治通鉴》记载了单于都护府更名的原因，“（唐麟德元年）正月，甲子，改云中都护府为单于大都护府，以殷王旭轮为单于大都护。初，李靖破突厥，迁三百帐于云中城，阿史德氏为之长。至是，部落渐众，阿史德氏诣阙，请如胡法立亲王为可汗以统之。上召见，谓曰‘今之可汗，古之单于也。’故更为单于都护府，而使殷王遥领之。”即唐高宗认为突厥的可汗就是古代的单于，所以改名为单于都护府，其民众保持原有的生计方式，无苛捐赋税，只在战争时提供骑兵部队，配合唐朝军队作战。
这也说明唐朝既尊重了突厥人以可汗统领部落的习俗，也把突厥人纳入了都护府的管辖，因俗而治。此时，单于都护府管辖云中、桑乾、呼延3个都督府、12个州，是唐代北部边疆最重要的行政机构。
（二）振武节度使
及至唐高宗、武则天时期，北部边疆形势变幻，单于都护府几经弃置。至唐玄宗时，边疆地区战事频繁，设置的军镇越来越多，一些临时性军镇逐渐转变为常驻性军镇，管理军镇的节度使制度也逐渐替代了都护府制度。
最初，朔方节度使（治所灵州，今宁夏吴忠市）管辖包括呼和浩特市在内的内蒙古大部分地区。安史之乱后，唐乾元元年（758年）振武节度使自朔方节度使析出，其治所位于盛乐古城。这也是第一个治所在内蒙古地区的节度使。振武节度使的设立，加强了唐朝对内蒙古大部分地区的统治。此后，振武节度使历经裁撤、复置，所辖范围逐渐变小，而呼和浩特地区始终在其统辖范围内。
得益于四海一家的大一统思想，唐朝在处理与突厥、回纥、铁勒、契丹等部众的关系时，尊重各族习惯，也吸引了北方游牧民族大规模南迁，各民族杂居相处，互相学习。在安定的环境下，北部边疆的生产得到恢复，农业、畜牧业也得到较快发展，经济的发展也为各民族交往交流交融创造了条件。
总之，自唐太宗李世民始，终唐一世，在开明的民族政策下，各民族对中原的向慕、对大一统政权的认可是空前的，也表明了中华民族凝聚力、各民族向心力的增强。
