后唐同光四年时，石敬瑭被授予陕州保义军的节度使，后又调任河东节度使，并兼云州马步军统领。至此，石敬瑭彻底掌握了后唐在整个河东地区的军政大权，成为当时最大的实力派。李嗣源死后，其子李从厚继位，史称后唐闵帝。唐闵帝为了防范石敬瑭，将其加授了中书令，但却剥夺了他河东节度使的兵权，改由潞王李从珂担任。结果，李从珂更不省心，很快就发动了兵变，推翻了闵帝李从厚的统治。
与此同时，石敬瑭立即归顺了潞王李从珂。 可惜！称帝后的李从珂，却从来没有真正信任过石敬瑭，甚至将其当成最大的威胁来提防。936年，石敬瑭在太原起兵造反，结果，准备充分的李从珂很快就将石敬瑭击败。无奈之下，石敬瑭向北方的契丹族求援。为了说动契丹出兵，石敬瑭主动提出: 一、割幽云十六州给契丹； 二、尊契丹皇帝耶律德光为义父； 三、每年向契丹进贡大批财物。
这样，在契丹军队的鼎力支持下，石敬瑭终于消灭了后唐，宣布改国号为“晋”，定都汴梁，史称后晋。同时，石敬瑭也遵守约定，将这一地区割让给了契丹辽国。据《契丹国志》记载：幽、燕诸州，盖天造地设以分藩汉之限，诚一夫当关，万夫莫前也。丢失幽云十六州后，我国中原腹地的屏障完全消失，可谓是门户大开和无险可守。自此以后，北方少数民族的铁骑，可以轻易向中原腹地进行奔袭和抢掠。
960年，赵匡胤通过陈桥兵变上台，建立了北宋政权，逐步结束了五代十国的乱局，又一次实现了国家的大一统。从此，北宋开始和辽国进行长期的对峙。在这种背景下，幽云十六州的地位显得无比重要。北方契丹族和女真族，若要进攻中原，必须翻越崇山峻岭；而南面的北宋政权，若要北伐，也必须首先要攻下幽云十六州。显然，这里是兵家的必争之地。
幽云十六州域内包括有燕山山脉，太行山脉和众多水系，是华夏的中原之地和北方游牧民族之间的天然屏障，自战国时期就开始发挥着重要的防守作用。而此刻，幽云十六州已失，北宋犹如敞开了自己的门户，任由北方游牧民族的骑兵部队自由出入，甚至不日就能赶到北宋的都城开封。这样看来，幽云十六州的重要性简直不言而喻。甚至于，赵匡胤还想到了都城南迁的办法，以避免都城开封无险可守的尴尬境地。
在赵光义等强硬派的坚决反对下，北宋才没有迁都洛阳，得以继续留都开封。从开国皇帝赵匡胤起，一直到了宋神宗时期，北宋的皇帝们从来就不曾忘记过这块土地。最初，存在诸多军事顾虑的宋太祖，希望通过和平的手段，向辽国赎买回燕云十六州。为此，赵匡胤特意在内府库中设置了“封桩库”，用于专门储存赎买燕云十六州的经费。不过，还没到真正赎回燕云十六州的那一天，宋太祖赵匡胤就被“烛影斧声”了。
赵匡胤驾崩后，强硬派赵光义继位，之后北宋政权彻底放弃了原先的赎买之策，改为大规模的军事行动。由此开始，掀开了宋、辽之间一系列战争的序幕，两方都付出了惨痛的牺牲。 986年，即位后的宋太宗赵光义趁辽国新君初立之时，主动发兵二十万，分三路对辽国展开了北伐。其中，最主要的目的就是可以收回幽云十六州之地。在战争的初期，北宋军队连战连捷，收复了不少失地，甚至攻至了幽州城下，眼看就能夺回幽云十六州。
由于中路军的统领曹彬指挥不当，在遭遇耶律休哥的部队时，中路军被击溃，宋太宗只得下令撤军。在撤退的途中，北宋西路军被契丹军包围，主将杨业力战殉国。杨业就是后来小说《杨家将》中杨继业的历史原型，被后世所传颂。雍熙北伐失败后，北宋从此陷入泥潭而不振，尤其是军事力量，再没有能力可以发起像样的军事行动。此后，北宋从之前的积极进攻态势，转变为被动防守态势。
据《宋史》记载: 雍熙之后，终宋不振。而雍熙之战后，辽国被彻底激怒，主战派完全占了上风，发动了对北宋的全面军事进攻。但是，辽国又没有实力完全歼灭北宋。最终，北宋和辽国相互妥协，双方签订了“檀渊之盟”，维护了宋辽百年的安宁。辽国灭亡之后，幽云十六州又被金国占领，正式改燕京为金中都，定为都城。女真人和契丹人一样，以幽云十六州为跳板，继续对中原之地虎视眈眈。
女真人被蒙古人消灭后，幽云十六州又到了元朝手里。元世祖忽必烈时，改燕京为中都，后又改为大都，成为整个元朝的都城，而幽云十六州也成为了蒙古人南下的前沿阵地。明朝建立后，太祖皇帝朱元璋派遣徐达和常遇春率军终于攻克了大都。至此，幽云十六州才重新回到了汉人手中，并入了中原王朝的版图之内。 从公元936年到公元1368年，期间四百三十二年的时间里，幽云十六州来回辗转于各个少数民族政权之间。
