秦属陇西郡。西汉始元元年（公元前86年）在今兰州始置金城县，属天水郡。始元六年（公元前81年）置金城郡。金城，取“金城汤池”之意；一说，因初次在这里筑城时挖出金子，故取名金城。东汉建武十二年（公元36年）并金城郡于陇西郡。永初四年（110年），金城郡治由允吾迁至襄武（今陇西县），十二年后迁回允吾。东汉末年，分金城郡新置西平郡，金城郡治由允吾迁至榆中（今榆中县城西）。
前凉永安元年（314年），分金城郡所属的枝阳、令居二县，与新立的永登县（在今兰州市红古区窑街附近）三县合置广武郡，同年金城郡治由榆中迁至金城，从此金城郡治与县治同驻一城。隋开皇三年（583年）改金城郡为兰州，置总管府。因城南有皋兰山，故名兰州。大业三年（607年）改子城县为金城县，复改兰州为金城郡，领金城、狄道二县，郡治金城。
唐武德二年（619年）复置兰州。八年置都督府。显庆元年（656年）又改为州。天宝元年（742年）复改为金城郡。乾元二年（759年）改为兰州，州治五泉，管辖五泉，广武二县。宝应元年（762年）兰州被吐蕃所占，大中二年（848年）兰州又归唐属。不久就被党项族占据。
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