五代十国时期
907年，唐朝灭亡，朱温篡唐建立后梁，911年，幽州节度使刘守光不顾众将臣的反对，登极称帝，国号大燕，改元应天。 桀燕建立后，即不断受到晋王李存勗(沙陀人)的攻击，应天三年(913年)，晋军攻陷幽州，俘获被囚禁已久的刘仁恭，而刘守光逃亡后不久亦被擒。914年刘仁恭和刘守光父子被杀。923年，沙陀人李存勖建立后唐。并灭掉后梁，到后唐末帝李从珂继位时，大将石敬瑭为河东节度使。后来末帝开始对石敬瑭起疑，石敬瑭也暗中谋自保。石敬瑭以多病为理由，上表请求朝廷调他往其它藩镇，借此试探朝廷对他的态度。
末帝在清泰三年(936年)五月改授石敬瑭为天平军节度使，并降旨催促赴任。石敬瑭怀疑末帝对他起疑心，便举兵叛变。后唐派兵讨伐，石敬瑭被围，向契丹求援。九月契丹军南下，击败唐军。石敬瑭在十一月受契丹册封为大晋皇帝，认契丹主为父，自称儿皇帝，然后向后唐都城洛阳进军，末帝在闰十一月(937年1月)自焚，后唐遂亡。沙陀人石敬瑭灭后唐后，建立后晋，并在938年按约定将燕云十六州献给契丹。燕云十六州被割让给契丹(辽朝)以后，中原失去了与北方游牧民族之间的天然和人工防线，辽国也开始从单纯的游牧民族，向游牧与农耕相交杂的民族过渡。在燕云十六州，汉族也和契丹族混居。显德六年(959年)，后周世宗柴荣率军攻辽，水陆并进，一个多月内收复瀛、莫、宁(天津静海县南)三州，以及益津关(河北霸县)、瓦桥关(涿县南)、淤口关三关。五月，欲攻取幽州(今北京)时，因病重班师，六月十九日，卒于东京(今河南开封)。
北宋时期
宋朝开国之后，面对辽朝(契丹)铁骑由燕云十六州疾驰而至的威胁，不得不在汴京附近广植树木。宋太祖赵匡胤不忘收复燕云，曾在内府库专置“封桩库”，打算用金钱赎回失地。宋朝还在河北南部兴建“北京”大名府和辽国对峙。太平兴国四年(979年)宋太宗赵光义移师幽州，试图一举收复燕云地区，在高梁河(今北京西直门外)展开激战，宋军大败，宋太宗中箭，乘驴车逃走。之后北宋与辽进行了长期的战争，一直未能占领此地。景德元年(1004年)北宋真宗抵澶州北城，后与辽国在澶州定下了停战和议，史称“澶渊之盟”，之后宋辽边境长期处于相对稳定的状态。
宣和四年(1122年)宋金订立“海上之盟”，约定联合灭辽后，金归还宋燕云十六州。于是北宋预置了燕山府路和云中府路。金太祖完颜阿骨打把辽天祚帝赶到燕山以西之后，于1123年二月把太行山(后明在此建内长城)以南的燕京、涿州、易州、檀州、顺州、景州、蓟州如约归还。但阿骨打死后，金以张觉事变为由伐宋。宣和七年(1125年)十二月金兵又占领燕京地区。第二年金国大举南下，俘虏了徽钦二帝，占据了中原地区，史称“靖康之变”，北宋灭亡。1127年，宋旧皇室赵构衣冠南渡，宋高宗赵构建立南宋偏安政权，后来迁都临安(杭州)。
金朝
1115年金太祖完颜阿骨打建立金朝，1123年金太宗完颜晟即位，1125年灭辽，1127年灭北宋，1153年金朝皇帝完颜亮再扩建燕京为金中都，定为首都。
蒙元时期
1213年，燕云十六州被蒙古帝国占领。成吉思汗大军南下，横扫河北，1215年，元太祖成吉思汗攻克金中都，并改名为燕京，1234年，蒙古灭金朝。1276年，元朝灭南宋，1279年，元朝消灭南宋残余抵抗势力，统一全国。1264年八月，元世祖忽必烈下诏改燕京(今北京市)为中都，定为陪都。1267年忽必烈迁都位于中原的中都，1272年，将中都改名为大都(突厥语称汗八里，帝都之意)，将上都作为陪都。
燕云十六州在非汉族的统治者统治了455年(913-1368年)之后，明朝洪武元年(1368年)八月，明太祖朱元璋遣徐达、常遇春攻克大都，燕云十六州得以重新并入汉人势力范围。1421年，明成祖朱棣迁都北京。1644年，李自成攻克北京，崇祯帝自杀，明朝灭亡。
满清时期
1644年清军入关，击败李自成，清世祖顺治皇帝定都北京，燕云十六州再次由满族经略，直到1912年清朝灭亡。
1912年清帝退位，清王朝覆灭，幽云十六州由北洋政府管辖，北京被定为首都，1928年，南京国民政府北伐军攻克北京，改名为北平。
抗日战争时期
因侵华日军的占领，燕云十六州在长达8年的时间里又是在日本人的统治当中，最后1945年8月15日日本人无条件投降以后，燕云十六州回到了中华民国的手中。
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