征服匈奴和羌人 西汉武帝时，强大的西汉王朝，为解除匈奴的威胁，并打通通往西域的道路，于公元前121年，派骠骑大将军霍去病率军西进，击败匈奴，占据河西，在今甘肃永登县境内修筑令居塞，以控制河湟地区。同年，霍去病指挥汉军，进入湟水流域。
公元前112年，匈奴联合羌人进攻令居、安故(今甘肃临洮南)，包围 罕(今甘肃临夏市)。第二年，汉武帝派将军李息和郎中令徐自为率10万大军，进讨羌人。结果，羌人战败，大部分归降，一部分离开河湟流域，退居到青海湖西南地区。
汉宣帝初年，青海羌人各部首领聚众盟誓，起兵反汉。公元前61年，汉宣帝先后派光禄大夫义渠安国和后将军赵充国，率军进击羌人。赵充国根据敌情，采用剿抚并用的策略，迫使羌人降服。
从西汉末到东汉前期，朝廷又多次对羌用兵，耗费了大量人力物力财力，彻底征服了羌人；后来，部分羌人从河湟地区，移居到今甘肃陇东、陕西西部、宁夏南部等地区，被称为“东羌”。
设置军政机构 早在公元前121年，霍去病率军占据湟水流域，在今西宁修筑军事据点西平亭。这是西宁最早的历史记载。
公元前111年，李息、徐自为率军击败羌人后，汉政府在湟水流域设置护羌校尉，直接管辖青海、甘肃的羌人。从此，羌人归属于中央政府统辖。
公元前81年，西汉政府设置金城郡，郡治允吾(今民和下川口)。后来又在河湟地区设置允吾、破羌(今乐都老鸦城)、安夷(今平安镇)、临羌(今湟中通海乡)、河关(今贵德河西)等五县，均属金城郡管辖。从此，青海东部正式纳入西汉王朝的郡县制体系之内，成为西汉不可分割的组成部分。
为了安置战败后归附的羌人，并对羌人各部加强管理，公元前60年，西汉朝廷又在河湟地区设置金城属国。
西汉末，王莽在西海(今青海湖)地区，设置西海郡，郡治龙夷城(今海晏三角城)。
公元4年，王莽派中郎将平宪等人，携大量财物，诱骗羌人首领良愿，让出西海周围地区，率部属12000人西迁。同年，设西海郡，郡下设5县。公元9年，王莽称帝后，在西海郡治树立虎形石碑。这是我省迄今发现的最早的一块石刻。
东汉建国后，光武帝为了恢复在青海的统治秩序，除恢复护羌校尉外，还对河湟地区的郡县进行了调整：增设西平郡，郡治西平(今西宁市)；又增设西都(今西宁市)、白土(今化隆) 2县。
西平郡和西都县的设置，使西宁从此成为河湟地区政治、经济、文化的中心。
东汉时，青海境内共置7个县，分属3个郡；西都、安羌、临羌、破羌4县，由西平郡管辖；白土、允吾2县，由金城郡管辖；河关县由陇西郡管辖。
两汉在青海的军政建制，巩固了在河湟地区的统治，维护了边疆的稳定，促进了汉、羌两族的民族融合和东部农业的发展。
开发河湟流域 西汉武帝时，由于一部分羌人退居青海湖一带，河湟流域出现了不少空地。于是许多汉人自中原地区西迁到河湟流域，与羌人杂居，从事农耕。他们是最早进入青海的汉人。他们从中原地区带来先进的耕作技术、生产经验和农具，对河湟流域的早期开发，做出了重要贡献。
为了巩固青海的政治稳定，汉宣帝令赵充国在湟水流域军屯。赵充国率6万汉军，开垦荒地，广修水利，架桥修路，使湟水流域得到有效开发。赵充国也由此成为中国古代史上著名人物。
东汉在青海加强政治统治的同时，继续在河湟流域的建威(今尖扎)，归义(今贵德黄河北)，龙耆(今民和古鄯)，东、西邯(今化隆甘都滩和群科滩)，湟中(今西宁附近、湟水沿岸)等地屯田。东汉在实行军屯的同时，又从中原迁移大批汉人到河湟流域民屯，进一步促进了青海东部农业的发展。
两汉在河湟流域屯田，促进了青海东部农业的发展和民族融合。同时，隔绝了匈奴与羌人之间的联系，巩固了中央政府在河湟地区的统治，进一步维护了边疆的稳定。
