永嘉之亂爆發後，原本屬於邊陲的河西卻搖身一變，成為了中原流民的世外桃源。他們在當地建立了十六國中堅持最長時間的前涼，併為對抗蠻族入侵而不斷努力著。但這些蠻族往往不是來自塞外，而是來自過去的內地方向。
公元255年，前涼的奠基者張軌出生在涼州。雖然是西漢開國時的常山王張耳十七世孫，但是在他這一代已經淪為了寒門士人。按照當時推崇的九品中正制，有著難以逾越的升級瓶頸。但他依舊勤奮好學，少年時拜就同郡名士皇甫謐為師。
還是在晉武帝時期，張軌受到當時的名家張華接待，獲得了高度認可。由於被鑑定為是二品之精，得以進入仕途，一步步做到散騎常侍、徵西軍司等位置。在提前看到司馬家族會發生慘烈內戰後，他又主動請纓，擔任家鄉涼州的刺史。
當時的涼州地區，由於三國混戰和魏晉易代的頻繁發生，在人口構成上變得更加多元。其中敦煌和酒泉地區的漢人比例最高，反倒是越往東的外族分佈越多。
涼州本地有大批中原豪族大姓和地主官吏，都是因被貶或避難徙居河西，憑藉其固有家族優勢發展為地區內的高門大姓。東漢時期，河西地區的大族勢力就已經非常興盛。進入西晉的門閥時代，豪族們的勢力有增無減。他們把持地方軍政大權，左右政局，對地區的興衰有著深刻影響。特別是在中原無暇西顧之際，大族們已經按地域形成了三個群體。分別是金城大姓群、武威大姓群和敦煌大姓群。金城交通位置重要，武威政治優勢明顯，敦煌軍事戰略意義重大。他們也都是張軌治理涼州的重要盟友。
與此同時，河西本地的外族人口也在迅速膨脹之中。轄區內的武威就曾爆發過所謂的三種胡之亂。這裡的三種胡主要是指東遷河西的粟特人、一直留在本地的小月氏後裔、由龜茲王族白氏統治的移民部落和之前生息於此的盧水胡部族。前者屬於典型的東伊朗系印歐人，居中兩批屬於更古老的吐火羅系，後者則是匈奴人留下的老問題。
曹魏中後期，當地又遷入了被統稱為河西鮮卑的新勢力。其中以和拓跋氏同祖的禿髮鮮卑最為強大，主要分佈於金城到青海湖一線。作為五胡入侵的預演，他們在公元270年-304年發動起義，讓西晉朝廷花了一番力氣才得以平定。但是鮮卑和羌人的反抗，也為這些部族的酋長和豪帥爭取到參與本地政治事務的話語權。
公元305年，河西鮮卑在若羅拔能的指揮下入侵涼州治所姑臧。張軌派出了宋家世族將領宋配發動強力反擊，將叛亂的鮮卑斬首萬餘級。在征服了桀驁不信的鮮卑人之後，他擴建了匈奴人修建的臥龍城，修建了更加宏偉的姑臧，並開始建造宮殿。
同時，針對境內潛在的外族叛亂，張家採用了合理的統戰政策。在鎮壓鮮卑後，張氏採又合招撫組建了有羌人和鮮卑人參加的胡騎。前者長期生活在河西以南的邊緣地帶，是半農半牧的山地戰高手。後者則從北方草原南下，已經是非常徹底的遊牧勢力。用這些人組成新軍，可以有效增強河西地區的軍事反擊能力。在後來的一系列戰亂中，這支部隊也成為了前涼屢屢反擊對手的殺手鐧。
在用武力立威後，張軌著手振興涼州的文化事業。當地只漢朝開始，就是作為優質兵源的六郡良家子產地。這些人非常適應涼州本地的生活，隨時可以組建為騎兵部隊。但因為長期的邊陲生活，讓這些人也多少有些桀驁不馴。所以，張軌在涼州大興儒學，以便重建麾下核心族群的內部意識。否則，小小的河西將無法在即將到來的亂世中形成真正的整體。
在經濟上，張軌恢復了漢制五銖錢，讓涼州的經濟恢復了穩定。這為他後來的施展拳腳打下了一定的經濟基礎。等到八王之亂爆發，全國幾乎都停止了對朝廷進貢的情況之下，張軌還能在涼州向中央提供稅負和兵源。在永嘉之亂中，涼州也有足夠的財力安置逃難的內地流民。張軌為此還特意新設了武興郡，一下子給自己的轄區增加了2-3萬人口。
公元308年，年邁的張軌患染風疾，失去了語言能力。他的次子張茂開始攝理州事，立刻向尚未滅蚊燈晉朝要求繼承涼州刺史職務。隨即，他出兵平定了本地粟特移民支持的武裝叛亂，暫時穩住了整個河西的政治格局。
公元314年，張軌去世。張寔繼位後在政策上依舊侍奉西晉王朝。但隨著西晉王朝的必然崩潰和長安朝廷的分崩離析，張家人也開始獲得了獨立性和自主權。甚至還開始對晉朝殘餘勢力的瓜分和坐等滅亡。兩年後，匈奴人劉曜攻陷長安。當時的西晉南陽王司馬模之子司馬保，組織流亡政府並自稱晉王。面對地方軍閥陳安和羌族的圍困，屢戰屢敗的他撤退到了上邽一帶。但在張寔的故意冷落下，司馬模才到前涼邊境就死了。張氏政權便趁機收編了他的部下。
很快，匈奴人的前趙帝國開始了重建北方帝國秩序的努力。作為河套之外的第二個主要貿易線路，前涼控制下河西就成為了必然目標。在公元323年，前趙從隴城兵分三路西征。兩支偏師用來牽制前涼的隴右兵力，一路用來攻擊天水冀城，一路攻擊桑壁。劉曜則帶著號稱28萬的大軍，將戰線推進到隴右的黃河以南的地區。他本人信心滿滿，聲稱要兵臨姑臧城下，讓整個河西都人心惶惶。
前涼方面的參謀卻認為，趙軍雖然聲勢浩大，但主力依舊是內心拒絕臣服的漢人。所以建議親自領兵的張茂固守姑臧東南的石頭城，再出動精銳部隊增援隴右。張茂當即派出精銳的1800名步騎兵，突破趙軍的圍困，火速進入冀城。黃河以南的軍民聞訊之後當即士氣大振。得益於前涼多年來的剿撫並用，河湟地區的羌族人為了避免前趙肆虐，也組織了輕騎兵部隊助戰。他們一舉攻克了南安（甘肅天水），切斷了劉曜的後路。
劉曜得知前涼增援隴右和南安失守的消息後，意識到了戰局的微妙。一旦自己帶領的主力軍在外覆滅，也就意味著本民族統治的核心慘遭重創，其他部族會順勢而起反抗。於是，他自然而然的萌生了退兵之意。張茂這邊也在防禦戰勝利後，決定見好就收，避免深陷潛在的失敗泥潭。於是主動向前趙稱藩，為前涼爭取了足夠的生存空間和經濟積蓄。
五年後，前涼第四代掌門人張駿繼位。此時的張氏政權，依然是接受中原帝國冊封的公國。直到公元327年，在得知前趙主力軍在關東被後趙擊敗後，張駿才削去了前趙賜予的涼王稱號，宣佈自己為復晉大將軍和涼州牧。趁著中原改朝換代的時機，他派兵攻擊前趙佔領的前涼秦州州郡。
但前涼軍卻犯下了前趙軍曾有過的錯誤。對方深知涼軍精銳盡出，貌似強勁但也後勤壓力巨大，於是選擇了修建城壘進行對峙。前涼軍隊反而自恃人數佔優而大意輕敵，結果運糧路線被精銳騎兵截斷。聽聞前線作戰不利，涼軍中的羌胡部隊主動撤退。在趙軍的大肆追擊下，涼軍總共損失了20000人，相當於全國兵力的1/5。先前奪回的河南之地，再次遭到了前趙佔領。
好在這次勝利，已經是匈奴人的迴光返照。張駿也轉變了戰略方向，趁著中原忙於改朝換代，大膽的出兵西征。經過一番激戰，遠征軍先後擊敗鄯善、焉耆、于闐和龜茲等主要的西域城邦，迫使他們成為前涼的屬國，定期給張氏家族進貢。張氏還迎娶了鄯善國進貢的美人，並設置了宮殿安置。他們還模仿漢朝的舊制，在金城設置了戍己校尉營，在樓蘭和玉門關之間設置了西域都護府。至此，前涼從河西本地的小勢力，擴充為可以統領西域的一方霸主。
公元340年，前涼因張駿去世而再次發生政權交替。已經奪取中原帝國體系的後趙，決定對這個西域霸主用兵。除了維繫政治框架，壟斷主要的貿易路線也是考量重點。因為只要有獨立的河西勢力存在，不受後趙控制的國際貿易就可以通過山區進入南方，順著長江聯通南朝的建康。
從軍事角度來看，新崛起的後趙帝國比起前任更加可怕而兇殘。因此前趙的主體來自內遷的匈奴，所以一直將自己宣稱為漢朝繼承者，構建出劉邦-劉秀-劉備-劉淵的貴族世襲。後趙帝國的主體卻不是匈奴，而是來自草原西部或中亞的大月氏後裔。
作為後趙主體的羯胡來源組成十分複雜，既有內遷的各類胡人，也不乏與之合作的漢人。但真的核心卻被記載來自於北印度，也就是屬於還沒有被完全消滅的貴霜帝國世襲。在當時，由於薩珊波斯的東征和新的白匈奴崛起，原本的貴霜系勢力大減。一些部族就可能與本國王庭隔絕，或索性東遷避難。因此，從漢靈帝時代起，就有月氏人開始請求內附。依靠在中亞世界積累的貿易和戰爭經驗，成功掀翻了南匈奴人的霸權。
由於距離上次戰爭已過去了十幾年時間，涼州軍民也不免出現承平日久的懈怠。邊境軍隊在氣勢洶洶的後趙面前是幾乎一觸即潰，金城郡被入侵者團團包圍。結果，守將因怯懦而選擇歸降，讓涼州腹地暴露在整個後趙大軍面前。糟糕的開局，逼迫剛剛即位的張重華下令總動員，集結各郡國和西域盟友的軍隊前來參戰。甚至還破天荒的提拔謝艾為將領，讓這個沒有軍事經驗的儒生來領導軍隊。
此後，謝艾直接派出5000精兵夜襲敵營，用自殺式行動一次性地將對手逼退，迫使後趙軍隊的前鋒退往金城。雖然前涼的危機初步得以緩解，但是初出茅廬的謝艾卻引發了前涼大世族的不滿。最後的結果是大世族以謝艾阻礙張重華進行搜狩之禮為理由，迫使其遠離政治中心。顯然，這是地方領主與宮廷客卿的慣性思維斗爭。但放在當時，誰都沒有時間去思考下一步情況。
公元347年春天，後趙皇帝石虎再次派麻秋率領80000人進犯前涼最後的防禦重鎮枹罕，與集結在此的守軍展開激戰。麻秋對著城池挖掘了數重圍攻壕塹，並使用人力投石機轟擊城牆。在地下，後趙工兵還挖掘了百條攻城地道，但被前涼軍隊以伏聽或者觀察水缸震動的方式發現。但時間一長，大量軍隊還是不能在城裡維持太久。
最終，前涼軍隊必須在城外排兵佈陣。期間，後趙雖然一度成功的聯繫到了守城方的內應，但被守軍迅速斬殺。城外後趙軍隊的倉庫和攻城器械也被突襲勇士出城焚燬，這讓守軍的士氣大增，民心安定。石虎在得知攻城失敗之後，命令以3000名具裝騎兵--黑槊龍驤軍為核心的3萬人支援前線。這些重騎兵不僅裝備了馬甲和長槊，還用上了增加穩定性的馬鐙，適合直接衝擊敵陣。張重華只得再次啟用了被貶謫在外的謝艾，帶領3萬漢人步騎和羌族輕騎救援枹罕。麻秋得知謝艾出動後，決定在廣武附近的長最沿著河流築城，以逸待勞，將這個不知天高地厚的書生一舉擊敗。
最終，謝艾決定冒險吸引對手走出防禦工事作戰。否則，後趙可以聚集到更多的兵力形成優勢。在前鋒忙於誘敵時，真正的精銳突襲了缺乏防衛的工事，讓後趙軍隊因為恐懼而停滯不前。前涼方面抓住機會，出動大量的重步兵對騎兵進行突擊。以手環刀和長柄斧為武器，不要命的劈砍缺乏裝甲保護的馬匹前肢。由於騎兵不善於原地固守，因此被這類突襲弄出很大混亂。前涼的騎兵也在同時進行迂迴，從側翼恐嚇已經陣腳大亂的後趙騎兵。此戰，30000人的後趙精銳部隊被消滅了近半數人馬，其中大部分是寶貴的具裝騎兵。
由於擊敗了後趙大軍，前涼的勢力又獲得了進一步的擴張。但前涼從不是一個根基穩固的真正霸主，尤其是其核心所在的河西走廊地區，根本沒有支撐起長期爭霸的物資基礎。這因為前涼的最後失敗，埋下了伏筆。
公元353年，張重華病死，前涼內部再次發生了奪位之爭。張祚在一場廝殺後成了前涼的主人。但作為典型的篡位者，他對於手握重兵的張瓘非常忌憚，不久後與他直接在戰場上對壘。張祚因兵敗被殺，前涼的王位又落入了臨時上位的張玄靚之手。但洗牌並沒有因此而結束，相反讓所有上位者都有些惶惶不可終日。涼州本地的大族政治，是有明確的地域山頭存在的。張瓘也對這些大族多有猜忌，引起了宋氏將軍宋混發動的兵變。隨著張瓘的自殺，前涼在實際上已進入了自己的倒計時。
同時，前涼能夠在河西與西域壯大，也是得益於當時的四周並無真正的強權存在。在中原搏殺中冒頭的前趙與後趙，其實也並未將河西作為首要的戰略重心。兩種的統治集團，都源自草原-河套兩地，只將河西視為一個可以有無的部分。如果因為次要目標而損失太大，自然是得不償失的事情。但這個戰略格局，終究在公元376年出現了劇變。
這一年，新的中原霸主開始進軍河西。不同於前趙的匈奴人與後趙的羯族人，這次的前秦帝國以源自羌人系的氐族為主。他們的起源地就靠近河西走廊，一直分佈到巴蜀境內，和過去的草原後裔有巨大的不同。在對地理格局的認識方面，他們長期受惠於河西走廊與更南面的青海道貿易，反而比較少受到草原-河套路線的影響。
對於前涼來說，這當然不是一個好消息。其境內和軍隊中就包含了不少羌人，以及長期與羌人混居的小月氏部族，他們都與氐人有天然的親近感。前涼本身也不可能以硬扛的方式，應付視河西為囊中之物的前秦。於是，當時的首領張天錫被迫出降，被前秦皇帝苻堅冊封為歸義候。這個稱呼也在後來影響了同樣以河西為基地的張議潮，成為唐末到宋初的歸義軍名稱的由來。
公元385年，輸掉淝水之戰的苻堅被後秦武昭帝姚萇殺害。前涼的張氏趁機宣佈復國，準備再次利用中原混亂的形式自立。但這次，張天錫的世子張大豫是嚴重錯判了形式。後秦的主力是被安置在關中的羌人軍團，他們和氐人一樣重視河西超過了河套。涼州的張氏則因為前秦的西域攻略，而失去了對龜茲等地的控制。勢力大減的他們，在後秦軍隊開到後，遭到了徹底攻滅。
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