隋文帝统一中国后，废燕郡存幽州，大业初年又改幽州为琢郡，均治蓟城。隋朝开通京杭运河，刻房山石经，对北京的物质与文化建设，都有重大的意义。隋代运河以洛阳为中心，西至长安，南通余杭(今杭州)，北达蓟城。特别是京杭大运河，自余杭至蓟城，全长近2000公里，历时6年多竣工。隋炀帝用兵辽东，就以蓟城为转运站。隋代刻经，始自静琬，后历唐、辽、金、元、明，共刻佛经ll00多种，3500余卷，15000余石，并有碑刻与题记共6800余条。

　　唐兴隋亡，控制涿郡、自称幽州总管的隋将罗艺归于唐。唐改涿郡为幽州，仍治蓟城(又称幽州城)。幽州城南北9里，东西7里，周长32里(约相当于今25里)。它的东城墙在今宣武门内外大街西侧，南城墙在今白纸坊街至姚家井一带，西城墙在今莲花池东岸，北城墙在今新文化街一线稍南，四城共有十门。子城位于大城的西南部。

　　贞观十九年(645)，唐太宗用兵辽东，往返都经过蓟城。为追念死亡将士，下沼在蓟城修建佛寺。寺在武则天万岁通天元年(696)建成，赐名悯忠寺。清雍正十二年(1734)修葺时改名法源寺。它是北京城区内现存历史最久的名刹。幽州城不仅有名刹，还是唐代东北商业重邑。据《房山石经题记汇编》统计，有米行、肉行、绡行、靴行等31种行会。

　　唐天宝元年(742)，幽州改称为范阳郡，仍设治蓟城。兼领范阳、平卢(治所在今辽宁朝阳)、河东(治所在今山西太原)三镇节度使的安禄山，在蓟城北面另筑雄武城，峙兵积谷。他于天宝十四年(755)起兵蓟城，后攻占洛阳。翌年，安禄山自称皇帝，国号大燕，年号圣武，封王置相，以范阳(幽州)为大都。这是北京称大都之始。后发生内江，被其子庆绪所杀；庆绪又为部将史思明所杀。史思明后来也自称大燕皇帝，并以范阳为燕京，是为北京正式称燕京之始。唐平定安史之乱后，改范阳郡为幽州。

　　唐亡之后，出现五代十国的分裂局面。五代时，后梁初，曾任唐幽州卢龙军节度使的刘仁恭，占据燕地，驻军幽州。其子守光囚父杀兄，于乾化元年(911)，自号大燕皇帝，改元应天，置相设官，以蓟为京，三年而亡。