唐玄宗天寶十四載（755年），安祿山指揮十五萬大軍，在范陽（治今北京）起兵，長驅南下，發動叛亂。安祿山死後，他的部下史思明繼續與唐對抗，數年之後才被平定，史稱「安史之亂」。
在唐朝傾全力對付「安史之亂」時，吐蕃趁機奪取了唐朝西部疆域的許多地方。到代宗廣德元年（763年）叛亂平息時，今隴山、六盤山和黃河以西以及四川盆地以西已為吐番所有。最初河西走廊有些政區還是由唐朝的地方官員固守著，但是不久就完全陷於吐蕃。在今西南地區的雲南全省、四川南部和貴州西部地區，都已為南詔所有，大渡河成了雙方的界河，且西南一帶的少數民族紛紛起來擺脫唐朝的統治。這樣，至唐代末年，今貴州、湖北西南部、湖南西部和廣西西部都已不在唐代中央政權的管轄之下了。此外，隨著渤海國的興起和擴張，唐朝東北的疆域也已退縮到今遼寧中部一帶。
至宣宗大中年間，唐朝的疆域收縮情況有所變化。大中二年（848年），沙州（治所在今甘肅敦煌西南）人張義潮（799～872年）聚結漢、回紇、羌、吐谷渾等各族受盡吐蕃壓迫欺凌的民眾，趁吐蕃內亂髮動了起義，驅逐吐蕃守將，收復了沙州。以後又收復了瓜州（治所在今甘肅安西東南）、肅州（治所在今甘肅酒泉）和甘州（治所在今甘肅張掖）。到大中五年，張義潮率領沙、瓜、伊、西、甘、肅、蘭、鄯、河、岷、廓等十一州歸入唐朝，他本人也被唐朝任命為歸義軍節度使。而在此之前的大中三年，唐朝已經收復了隴右秦原等三州七關。這樣，唐朝的西部疆域恢複到了今新疆吐魯番地區、河西走廊，和隴東、關中又連成了一片。
但由於唐朝國力日趨衰退，對邊疆地區已鞭長莫及。特別是到了僖宗乾符二年（875年）黃巢起義爆發後，就更加無法控制河西地區了。因當地漢人實力有限，隴右、河西的土地又陸續被吐蕃和回紇奪去，唯有瓜、沙二州，始終為漢人所據，孤懸於唐朝疆域之外。以後曹議金曹氏政權取代了張氏政權，直到北宋時才滅於西夏。