不过那个时候，这里跟内地并没有联系，直到西汉时期。
汉时期，中国北部的匈奴控制着西域大部，并不断侵扰汉朝。
建元三年（前138年），派张骞出使西域，联合西域各国，以断匈奴的“右臂”。
“姑师”之地是开辟西域的重要通道，战略地位极为重要。
由此，西汉王朝与匈奴对“姑师”展开了长期的反复争夺。
元封三年（前108年），汉遣将军赵破奴及王恢率骑数万克楼兰，破姑师。姑师改称车师，臣属于西汉王朝。
车师以博格达山南北形成车师国。不久，匈奴又控制了车师。天汉三年（前99年），汉以匈奴降将介和王成娩为开陵侯，率楼兰国兵击车师，匈奴遣右贤王率数万骑救援，汉兵败归。
征和四年（前89年），，汉又派开陵侯率楼兰等六国兵共围车师，车师王投降汉朝。
汉昭帝元平元年（前74年），匈奴重新占领车师，派四千骑兵在此屯田。本始三年（前71年），汉朝与乌孙联兵从东西夹击匈奴，车师屯田匈奴兵惊惧逃走，车师又属汉。
之后车师王与匈奴联姻，汉又失车师。
地节二年（前68年），汉侍郎郑吉率兵攻占车师交河城，派驻士兵300人屯田车师。
匈奴派兵再次争夺。元康四年（前62年），汉放弃车师。神爵二年（前60年），匈奴内乱，匈奴日逐王率众降汉。
这五次重大的车师之争，史称“五争车师”。
西汉在统一西域的同年（前60年），在西域设立都护府，郑吉为首任都护。从此，西域归入汉朝版图。
车师归汉后，汉“分以为车师前后王及山北六国”，把原来车师人的领地按地理形势划分为八国，其中车师前国在博格达山南现吐鲁番境内。
《汉书·西域传》载“车师前国，王治交河城（今吐鲁番市交河故城），河水分流绕城下，故号交河。
去长安长八千一百五十里，户七百，口六千五十，胜兵千八百六十五人”。
初元元年（前48年），汉朝在车师前国设置戊已校尉，驻交河城，掌管西域屯田事务。
阳朔四年（前21年），戊已校尉移驻高昌壁（今吐