乞伏国仁在位四年，于东晋孝武帝太元十三年（388年）六月病逝，其子乞伏公府只有8岁，难理朝政，群臣推举乞伏国仁之弟乞伏乾归为大将军、大都督、大单于、河南王。
乞伏乾归登基后，立汉族妻子边氏为王后，置百官，仿汉制，迁都金城（今甘肃兰州）。
西秦开国初，乞伏国仁用人几乎是清一色的鲜卑族。鲜卑族对东征西杀是熟悉的，但对治理国家却很陌生，急需文化程度较高的汉人参政。从太元十七年（392年）开始，乞伏乾归任用了一大批汉官，并以汉人赵景为太子詹事，辅导太子。鲜卑贵族学习汉文化，兼容并蓄，为西秦政权的巩固、发展发挥了作用。
太元十九年（394年），前秦主苻登败死，乞伏乾归尽占陇西之地，改称秦王。
太元二十年（395年），吕光率十万大军进攻西秦，乞伏乾归在大臣们的劝说下投降吕光，并把儿子敕勃作为人质留在了西平。
隆安四年（400年），西秦败于姚兴，又降附后秦，为其属国。
西秦立国后，处在众多割据政权的夹缝中，为了生存，不时臣服强国，入质称藩。在当时众敌环立、敌强我弱的形势下，采取灵活的策略，以屈求伸，是西秦立国初期的方针。
义熙八年（412年），乞伏乾归病死，其子乞伏炽磐即位，称河南王，迁都枹罕（今甘肃临夏）。
义熙十年（414年），乞伏炽磐攻灭南凉，改称秦王。
乞伏炽磐执政时期，在黄河上建造了著名的“飞桥”。关于黄河上的桥梁，最早的记载就是这座桥。这座飞桥高五十丈，三年建成，使万里黄河变成通途，极大地方便了两岸的百姓。
元嘉五年（428年），乞伏炽磐去世，其子乞伏暮末即位，因用法严酷，民多叛亡。
元嘉八年（431年），夏军围攻南安，乞伏暮末出降，夏主赫连定杀了乞伏慕末及其宗族五百人，西秦灭亡了。
西秦政权在险恶的环境中存在了数十年，使当地百姓有了一点喘息的机会，生产力也有了相应的发展。
西秦历四主，共四十七年。
（十一）后凉
后凉是氐族吕光建立的政权。吕家为氐族贵族，吕光父亲吕婆楼曾辅佐苻坚登上帝位，立有大功，官至太尉。
吕光10岁那年和小伙伴一起玩耍时，便懂得运用阵法，被推为首领，小伙伴无不佩服。
吕光身长八尺四寸，目有重瞳子。为人沉毅凝重，宽厚大度，喜怒不形于色。王猛十分看重吕光，对人说：“吕光不是平常人。”于是，将吕光推荐给苻坚，苻坚任命吕光为美阳令。不久，吕光升任鹰扬将军。
升平元年（357年），苻坚杀堂兄苻生后即位，自称天王。
升平二年（358年）二月，苻坚亲征张平，张平派养子张蚝迎战。张蚝单枪匹马闯入秦军阵地，反复四五次，如入无人之地。苻坚悬赏招勇士出战，吕光率先冲出，一戟刺张蚝于马下。张平投降苻坚，吕光从此威名大震。
太元八年（383年）正月，苻坚命吕光率军七万余人进攻西域。次年八月，西域各国纷纷投降。
太元十年（385年），吕光用两万匹骆驼驮着一千多种西域的珍奇货物，带着一万多匹西域骏马东归。这时，苻坚已在淝水之战中惨败，中国北方又陷入四分五裂中。
同年，吕光率军进入姑臧（今甘肃武威）。
凉州地处边陲，消息十分闭塞。次年，苻坚被杀的消息才传到凉州。吕光听到噩耗，如丧考妣，悲痛欲绝。他命令凉州军民为苻坚披麻戴孝，东向致哀。
一个月后，吕光自称凉州牧、酒泉公。太元二十一年（396年），在取得一系列军事上的胜利后，吕光即天王位，国号大凉，史称后凉。
后凉统治范围包括甘肃西部和宁夏、青海、新疆各一部分。
吕光在后凉境内重视不同意见，随时纠正错误。一次，吕光与群臣议论国事，参军段业认为吕光用法过严。吕光辩解说：“吴起从不施恩而楚国强大，商鞅用法严酷而秦国兴旺。”段业当面反驳道：“吴起遭杀身之祸，商鞅受灭族之灾，都是他们平时过于残忍的结果。如今大业初创，一切效法尧舜都嫌来不及，如果效法吴起和商鞅，难道是凉州百姓之愿吗？”吕光认为段业说得有理，立即接受了他的建议。
吕光接连平息叛乱，取得了军事上的胜利，进一步巩固了后凉的统治。吕光自称三河王，改元麟嘉。
凉州在十六国初期是一个远离战火、相对平静的地区。在后凉建立的最初几年，也有过一段时期的平静。但南凉和北凉建立后，秃发氏和沮渠氏南北夹击，让后凉处境变得越来越凶险。后凉的东面还有西秦和后秦两个政权，西面的吐谷浑也在不断壮大。一时间，后凉四面受敌，时时挨打，经济凋敝，江河日下。
隆安三年（399年），吕光逝世。吕光死后四年，后凉被后秦所灭。
后凉历四主，共十八年。
（十二）南凉
南凉是鲜卑秃发乌孤所建的政权。
秃发即“拓跋”的异译，是拓跋氏的一支，被称为河西鲜卑。
由于争夺牧场，这支鲜卑于曹魏时期由塞北阴山沿贺兰山脉东麓南下游牧。最后，他们聚居于河西走廊东部及青海湖以东地区，与汉、羌等族共处。
曹魏及西晋统治者因这支鲜卑与羌、胡相似，便设护羌校尉监领他们，各部仍自有部帅。
这支鲜卑人往往被征兵，或被掠为奴婢、佃客，同时还要缴纳赋税，以致民族矛盾日益尖锐起来。西晋初年，终于爆发了以秃发树机能为首的反晋斗争。陇右、河西其他民族纷纷响应，攻进金城，击杀了凉州刺史。
晋武帝咸宁五年（279年），秃发树机能攻破凉州，阻断了西晋与河西的交通。西晋朝廷大震，急遣威武太守马隆统军镇压。秃发树机能因寡不敌众，兵败被杀，秃发部降于西晋。
秃发树机能反晋斗争虽然失败了，但秃发鲜卑部并未溃散。传至秃发乌孤后，采取养民务农的经济政策，在政治上礼贤下士，修政明刑，对外结好，不事征战。十余年间，秃发部在后凉东南一带渐渐强大起来。
太元二十一年（396年），吕光即天王位，改国号为大凉，遣使拜秃发乌孤为征南大将军、益州牧、左贤王。秃发乌孤想摆脱吕光的控制，因而谢绝了封爵。次年，秃发乌孤自称大都督、大将军、大单于、西平王，建立了南凉，年号太初。
太初二年（398年），秃发乌孤乘后凉内乱之机，取得洪池岭南五郡（广武、西平、乐都、浇河、湟河）之地，改称武威王。
太初三年（399年），秃发乌孤迁都乐都（今青海省乐都县），专力经营河湟地区，量才叙用汉、夷各族贤能之士，使南凉政权逐渐完善和巩固起来，极盛时控有今甘肃西部和宁夏部分地区。
这年八月，秃发乌孤因酒醉坠马而死，其弟秃发利鹿孤即位，迁都西平（青海西宁），并进一步加强与北凉的联盟，以对付后凉，南凉开始兴盛起来。
南凉建和三年（402年）三月，秃发利鹿孤去世，其弟秃发傉檀即位，更号为凉王，迁都乐都，改元弘昌，史称南凉。
南凉嘉平七年（414年），南凉因连年不收，国家陷入困境。西秦乞伏炽磐乘机袭取乐都，秃发傉檀投降西秦，年终被毒死，南凉灭亡了。
秃发鲜卑及其建立的南凉对河湟地区经济、文化的发展起了积极的促进作用。在秃发利鹿孤和秃发傉檀时期，不断鼓励农桑，修筑和扩建城镇，使南凉成为河陇一带经济最为繁荣的地区。
在南凉境内的大路上，中外商人和僧人络绎不绝。南凉在中亚陆路交通上起了重要的作用。
南凉历三主，共十八年。
（十三）北凉
北凉是汉人段业建立的政权。段业从小博览群书，精通尺牍，曾任前秦将军杜进的记室，掌管文书。杜进随吕光西征时，段业也随同前往。吕光发现段业的才能后，将其升到帅府担任著作郎，吕光的文件、告示都出自段业之手。吕光建立后凉时，段业历任尚书、建康（今甘肃高台）太守。
后凉龙飞二年（397年）二月，吕光因西秦乞伏乾归数度叛离，决定出兵消灭他。吕光派他的庶长子吕篡攻克金城（今甘肃兰州），派他的弟弟吕延带着沮渠部落酋长沮渠罗仇兄弟攻克临洮、武始、河关。后来，因吕延麻痹轻敌，兵败被杀。吕光埋怨沮渠罗仇和他的弟弟沮渠麹粥护卫不力，以败军之罪杀了他们。
沮渠部是匈奴的一支，其先祖世为匈奴左沮渠王，便以部落为姓了。东汉时，因居住在卢水（今青海西宁）一带，又称卢水胡。三国时期，沮渠部向南扩展到今四川北部，一部分则居于今甘肃武威附近。他们原以游牧为业，后部分改为农耕。吕光班师回朝途中，沮渠罗仇归附了后凉，被吕光任命为西平太守、建忠将军、尚书；沮渠麹粥被任命为三河太守。
沮渠罗仇的侄儿沮渠蒙逊时任沮渠部落酋长，在后凉建康太守段业部下为将。沮渠罗仇兄弟被杀后，在安葬之日，一万多人前来参加葬礼。沮渠蒙逊当众大哭道：“吕王昏聩，暴虐无道，不但占了我们的地盘，还杀我们的人，我们决不能让二位叔父饮恨九泉！”在场众人听了，无不痛骂吕光。于是，沮渠蒙逊与众人盟誓，团结起来共讨吕光，十日之内就有一万多人前来投奔。沮渠蒙逊的堂兄沮渠男成时任后凉晋昌太守，也起兵响应。
沮渠男成率部进军建康，劝说建康太守段业起兵反凉。段业素与后凉尚书王祥、侍中房咎等权臣不睦，这次出任建康太守就是被他们排挤所致。段业怕以后为其所害，于是同意起兵。沮渠蒙逊知道后，也率部与段业、沮渠南成合兵一处，兵力大大加强了。
沮渠男成、沮渠蒙逊年纪尚轻，职位也低，没有号召力，于是二人共推段业为主。
段业自称大都督、龙骧大将军、凉州牧、建康公，建元神玺，建都骆驼城（今甘肃高台县南22公里处）。
而后，段业改称凉王，迁都鹿得城（今甘肃张掖西北15公里处），改元天玺。因张掖在河西四郡之北，故史称北凉。
段业称王后，任沮渠蒙逊为张掖太守、临池公、尚书左丞；任沮渠南成为辅国将军，负责军国大事。北凉的军政大权都掌握在沮渠蒙逊兄弟手中，他们君臣之间貌合神离。