宣帝神爵二年（公元前60年），赵充国平定西羌、屯兵湟中后，西汉在金城郡的统治得到加强，先后又新置七县。
东汉光武帝建武十二年（公元36年），并金城郡于陇西郡， [38] [40]次年恢复金城郡，原辖十三县减为十县，白石、河关、枹罕三县划入陇西郡。东汉中期，河湟地区羌人反抗汉朝的战事扩大，汉朝于汉安帝永初四年（公元110年）将金城郡治迁至陇西郡襄武县（今陇西县），延光三年（公元124年）迁回原治。汉灵帝中平元年（公元184年）冬，湟中义从胡北宫伯玉在河湟地区举兵反汉，杀金城太守陈懿、护羌校尉冷征，金城郡治又迁至榆中县。后河陇地区被韩遂割据势力占据，至汉献帝时被曹操击败，金城郡治迁回允吾县。建安十九年（公元214年），从金城郡析置了西平郡。三国时，金城郡属魏凉州，辖榆中、金城、允街、浩亶、令居、枝阳、允吾七县，郡治榆中县。 [40]
西晋沿置。西晋末年后，天下大乱，进入十六国时期，今兰州市先后为前凉、前秦、后凉、南凉、后秦、西秦所据。前凉分金城郡的令居、枝阳二县，又立永登县，合此三县立广武郡，辖地在今永登县境内。前凉金城郡领允吾、允街、浩鹿、白土（今青海省循化县黄河北岸）、金城、榆中六县，郡治榆中县，其中允街、浩亶、金城、榆中四县在今兰州地区。 [40]东晋太元元年（公元376年），前秦灭前凉，金城郡属前秦，领5县，郡所在治榆中县。太元十一年（公元386年），后凉领金城郡。元兴二年（公元403年），后凉覆灭后，南凉占领广武、金城2郡。
北魏神府二年（公元429年），吐谷浑攻占西秦金城郡，不设郡县，臣服北魏。太延五年（公元439年），碑文占领今兰州地区，初在汉榆中县治设榆中镇，沿治广武郡。太平真君六年（公元445年），置临洮郡，后置子城县，属临洮郡，撤并广武郡的令居、永登、枝阳3县，置广武县，为郡治，撤金城郡及金城、浩亹、允街3县，划金城县地于武始郡勇田县。北魏孝明帝（公元516-528年）时，复置金城郡，领子城、榆中2县，郡治在子城县（在今东岗镇一带），属河州；并永登、令居、枝阳3县为广武县，属广武郡，为郡治，属都州，所辖包括今永登县、天祝县。北周沿袭北魏建制。
