在隋朝完成统一时，地方行政机构改变了北周时期滥设郡县、民少官多的状况，改州、郡、县三级制为郡县两级。公元607年，改盐州为盐州郡(今盐池东)、原州为平凉郡(今固原)、灵州为灵武郡。

　　唐朝建立后，继续实行行政区划州县两级制，改盐州郡为盐州，在今宁夏地区的领县有：五原(今盐池北)、兴宁(今盐池东)；改灵武郡为灵州，领回乐(今利通区西南)、弘静(今永宁西南)、怀远(今银川市东)、鸣沙(今中宁东北)，同时改平凉郡为原州。

　　唐朝一建立，就面临着突厥的威胁，宁夏首当突厥南下要冲，唐朝就在灵州设总管府，统领西北诸路军马，以抗突厥。至盛唐，为加强对周边地区的控制，镇压少数民族，唐朝开始在北方设置十个节度使，其中九个在西北。开元元年(713年)驻灵州的朔方行军大总管改为朔方节度使，由唐代名将担任。朔方节度使控制着北至今天的内蒙古中部、山西北部，西至贺兰山以西，东至今陕西北部，南至今固原一线，管军约70000人，军马24000余匹。

　　朔方节度使在边镇中属于实力最强的一支。节度使原来的主要任务是控制少数民族，巩固边防。但由于唐天宝年间政治腐败，加之吐蕃、突厥等少数民族重新倔起，于是，政治、经济各种权力逐渐集中至节度使手中，加上原有的军权，节度使管辖数州之地“既有其土地，又有其人民，又有其甲兵，又有其财富”(《旧唐书》卷50
《兵志》)。朔方节度使独自占有税赋，不隶属于中央，从而加强了对本地区军民控制和奴役。

　　从军事的意义上看，朔方节度使实力雄厚，“天下劲兵，尽在朔方”，且控制着从漠北、西域南下关中的交通要道，是拱卫关中的首要防线，失去灵州，则关中不保。故唐朝二代十分重视灵州的军事设防，沿黄河一线，设置了丰安军(今中宁石空一带)、定远军(今平罗南)，振武军在灵州城内，加上设于今山西西北部的东受降城，内
蒙古中部的中受降城和内蒙古包头附近的西受降城，合称河外六城，以黄河为依托，建立起一条牢固的军事防线。同时，由于唐初曾将大量的少数民族安置在灵州、盐州、原州境内，如何有效的控制这些内附的少数民族，也是唐代亟须解决的问题。唐朝政府采用设置羁縻州、府的办法，在灵州设置大都督府，由朔方节度使兼任，下设羁縻府，加以控制。灵州因此成为唐朝在西北军事上的桥头堡和支撑点。

　　从经济意义上看，灵州自西汉以来，形成了一定规模的引黄灌溉，物产丰富，是西北较为富庶的地区，素有塞上江南之美称。且此地盛产池盐，池盐是当时的重要战略物资，因此，灵州一直是境外少数民族觊觎的目标。宁夏发达的农业以及唐政府在此地建立的大量监牧推动了此地畜牧业的发展，使得此地的经济地位进一步提升，因而使宁夏成为支撑唐朝西北军事、政治、经济中心。在唐朝抵御少数民族入侵和开拓西域，多次对西北用兵过程中，灵州都是兵源、物资的供应站和转运站。

　　由于唐朝在宁夏安置了大量的少数民族，这些少数民族本身尚武习战，唐朝本着以夷制夷的政策，将大量的少数民族编入朔方军队，胡兵善将成为朔方军队中独特的现象。但其弓马娴熟，勇猛善战，大大加强了朔方军队的战斗力，使其成为日后中兴唐朝的主要力量。

　　公元755年，范阳节度使安禄山举兵叛乱，朝廷惊慌失措。756年安禄山攻陷长安，唐玄宗逃往四川，太子李亨没有追随前往，留下以便收复长安。七月，李亨一行涉过渭水进驻原州(今固原)，在原州李亨收集了各监牧的军马数万匹，但感到前途迷茫，去向犹豫不决。当时正在灵州的朔方留后杜鸿渐、六城水运使魏少游等人得知李亨已达原州，一致认为原州一带不宜集结大军，要取得平定安禄山叛乱的胜利，必须依靠朔方不可。于是杜鸿渐等人写了奏折，除分析了当时的军事形势外，并将朔方节度使的军事力量及物资、武器装备情况作了详细报告，派人将奏折送往原州，面呈李亨，请李亨北上灵州。李亨身边的大臣们也力劝李亨继续北上，李亨接受了他们的意见，决定北上灵州。杜鸿渐在灵州一方面做好迎接的一切准备工作，一面亲自率军至白草顿(今同心南)迎接，八月，李亨一行到达灵州。李亨到达灵州后，随行大臣们迎合李亨心理，劝其即皇帝位。公元756年8月12日，李亨在灵武南门楼宣告即位，尊唐玄宗为太上皇，下沼改元至德，是为唐肃宗。肃宗匆忙即位后，得到唐玄宗的认可，但当时身边文武官员不满30人，制度非常不健全。肃宗采取一系列措施如升灵州都督府为大都督府，召回肃宗旧部李泌出任宰相，升朔方节度使郭子仪为兵部尚书，兼任灵州大都督府长史，负责具体征讨安禄山叛乱的军事行动。当时郭子仪正在山西前线与安禄山作战，得到李亨在灵州即位消息后，即率兵5万人赶回灵州，其他各路勤王兵马也陆续到达灵武。同时，回纪首领、吐蕃酋长等也相继而至，并请和亲，希望能共讨安禄山。

　　郭子仪回到朔方后，朔方兵强马壮，有精兵10万，战马3万，同时江淮各地的财赋也纷纷运到凤翔，使唐朝平叛有了兵力和物资的保障。公元757年10月，郭子仪等人率15万大军(包括回纥、大食、吐蕃的骑兵)，向长安发动进攻，一举收复京城。11月，唐肃宗返回长安，不久唐军又收复洛阳。但平定安禄山的战争并未获得胜利，唐肃宗在位7年间，中原被反复争夺，直至唐代宗即位后，才将安史之乱彻底平息。

　　就在安史之乱刚刚平息，时任河北、朔方副元帅、朔方节度使的回纥人仆固怀恩又领兵叛乱。764年2月，仆固怀恩杀死灵州守将浑释之，攻占灵州。唐朝重新任命郭子仪为朔方节度使，负责平叛。764年10月，仆固怀恩带领回纥、吐蕃军队大举南下，一路攻下邠州、泾州，直逼长安，为解京师之围，唐河西节度使派监军柏文达率兵5000进攻仆固怀恩的后方灵州，迫使仆固怀恩回兵援救，京师之围始解。765年，仆固怀恩又纠集回纥、吐蕃、党项等少数民族10万大军，再次进攻关中。郭子仪急率兵从山西回防，后仆固怀恩突然得暴病死于鸣沙(今中宁鸣沙)，其部众按回纥习俗焚尸而葬，松散的各族联盟也随之溃散，长安方转危为安。但叛军在所经之地，焚烧房屋，践踏庄稼，百姓和财产损失惨重。

　　当平定安史之乱的战争正在进行之中时，朔方的主力被调往中原作战，导致朔方兵力空虚。公元762年，吐蕃乘机攻陷了河陇地区，原州、秦州、安乐州一带落入吐蕃手中长达80余年，此后唐军和吐蕃在宁夏展开了长期的争夺。

　　综观唐朝一代，灵州不论在抗击少数民族的入侵，还是护卫长安，无论从政治上安置大量少数民族，还是从经济、军事上形成核心，灵州的战略地位都是重要而显赫的。在平定安史之乱和抗击吐蕃入侵方面，宁夏也做出了巨大贡献，起到了成为平叛的后方和主要依靠力量的作用。在唐后期的藩镇割据中，朔方也一直是唐朝政府依靠的主要力量，灵州为唐政权的巩固，为唐代民族大融合与交流留下了光辉的一页。