隋太原留守李渊，在晋阳起兵反隋，“不战而据长安”，公元618年五月建唐后，逐步削平割据势力，镇压了农民起义军，完成了全国的统一。
唐代的大部时间是州、县两级制。贞观初分全国为十道(初为监察区)，历久成为道统州(府)，州(府)统县的三级制。取消郡级机构后，马邑郡改为朔州，属河东道管辖。现今朔城区的崇福寺，便是唐高宗麟德二年(665)修建的，相传是尉迟恭监工建造(实际上麟德二年尉迟恭已去世)，当时称大寺庙，原建筑已不复存在，今崇福寺弥陀殿、观音殿为金代建筑，其余为明代建筑。
唐代在边境一带设置节度经略使(起初，只管军政)，朔州地属河东节度使管辖，在朔州地设置有：大同军(唐初置，后易名大武军、神武军、平狄军，后又改为大同军。故治在今朔城区马邑村。乾符三年，徙大同军治云中，辽重熙十三年废大同军)、静边军(天宝四年，河东节度使王忠嗣筑城，即今右玉城)。
唐玄宗开元五年(717)又置马邑县，《元和郡县志》称：“开元五年分善阳县于州东三十里大同军城内置马邑县。”这便是唐马邑的兴建，从此，马邑和朔州便不是同一地点了。以后提到的马邑县多指唐马邑。
玄宗天宝元年(742)朔州又改为马邑郡，肃宗乾元元年(758)又改为朔州，治所善阳，属县有善阳、马邑二县。截至唐肃宗乾元元年，“郡”作为我国政区的名称，从此退出了历史舞台。
唐代在今平鲁地区设置保大栅，会昌中年为回鹘降人所居。唐朝末年，又以雁门山、龙首山南北相呼应而起名，设置应州(今应县东10里)。据《资治通鉴》载：晋王分云州置应州。据旧《应州志》载：“唐置金城县，以县升应州，以龙首、雁门二山南北呼应，故名。内附金城县，外领浑源、河阴二县……”据《云中郡志》载：应州城“唐天宝初节度使王忠嗣创建，李克用父子世居之。至乾符间，克用父为大同节度使，因古城废塌移筑于天王村，距旧城八里余”。李国昌因应州故城废坏，移筑县城于应县天王村南，命为金凤城，设金城县治，即今应县城。其时之应州，辖金城、浑源、河阴(山阴)三县。
唐朝末年，黄巢领导的农民大起义，由于唐王朝和沙陀贵族的联合镇压以及朱温的叛变，虽然失败了，但是唐王朝也受到了沉重的打击，终于在公元907年哀帝禅位于朱温，国号梁，史称后梁，始开五代之局面。