根据考古发现和文献记载，汉代以前居住在塔里木盆地边缘地区的居民，主要是操印欧语系语言的塞人、月氏人或吐火罗人，他们属欧罗巴人种。汉代，为了争夺西域，匈奴人、汉人等相继进入塔里木盆地边缘地区，进而形成自东向西民族迁徙的第一次高潮。

汉文帝前元四年（前176）前后，匈奴击月氏，“楼兰、乌孙、呼揭及其旁二（三）十六国皆以为匈奴”^[1]。从此，大批匈奴人进入西域，并与汉朝展开激烈争夺。经过长期的战争，至2世纪中叶，南匈奴归汉南下，北匈奴西迁。“其羸弱不能去者住龟兹北”，至魏晋南北朝时期，建立“悦般国”，“众可二十余万”^[2]。分散在塔里木盆地边缘其他地区的匈奴人，也当为数不少。

汉代，大批汉人通过从军、屯垦、经商、任官、移民等多种途径进入包括塔里木盆地边缘地区在内的西域，成为到达新疆较早的民族之一。魏晋南北朝时期，中原战乱频仍，不少汉人迁往河西，又从河西辗转到新疆。他们和汉代屯田士卒的后裔汇集于今吐鲁番，并使该地区成为这一历史时期汉人在新疆聚居比较集中的地区。从北魏文成帝和平元年（460）起，这里先后建立起了阚氏、张氏、氏等以汉人为主的地方政权，其中氏高昌王国传九世，历经140余年之久。

羌人是较早进入塔里木盆地边缘地区的古代民族之一。20世纪60年代，在塔里木盆地北缘的沙雅绿洲，发现了一枚“汉归义羌长”铜印，联系到“若羌”这个古老的地名以及文献中的记载，可以认为，羌人是汉代新疆地区一支重要的政治力量。

5世纪初，柔然势力深入到塔里木盆地边缘地区。其强盛时，不但控制了今吐鲁番，而且波及焉耆。北魏孝文帝太和十一年（487），高车副伏罗部首领阿伏至罗不满豆仑可汗侵扰北魏沿边州郡，与其弟穷奇怒而率所属十余万落向西迁徙，在新疆建立政权，也曾一度控制高昌及鄯善地区。^[3]高车副伏罗部是第一个有文字记载的进入塔里木盆地边缘地区的操突厥语族语言的民族部落集团。

突厥是继匈奴、柔然之后又一个在新疆地区建立起自己统治的游牧民族政权。射匮可汗时期（610—618），突厥汗国正式分裂为东、西两部分，西突厥统有东至阿勒泰山，西到里海的广大地区，“自玉门以西诸国皆役属之。遂与北突厥为敌，乃建庭于龟兹北三弥山”。射匮可汗死后，统叶护可汗即位，他“北并铁勒，西拒波斯，南接罽宾，悉归之，控弦数十万，霸有西域，据旧乌孙之地，又移庭于石国北之千泉。其西域诸国王悉受颉利发，并遣吐屯一人监统之，督其征赋”^[4]。与此同时，亦有大批突厥部落迁入塔里木盆地边缘地区，如葛逻禄等。(www.daowen.com)

自7世纪下半叶时起，吐蕃势力进入西域，并从8世纪末时起，对塔里木盆地边缘地区进行长期统治。在此期间，该地区不仅驻有大批吐蕃军队，建有戍堡，设置斥候，还分布着许多吐蕃部落。见于藏文文献及出土的吐蕃文简牍中的西域吐蕃部落名称就有60种，其中大部分来自吐蕃本土的六十一东岱（千户），是从吐蕃故有部落中分化出来的部落。^[5]

除匈奴、汉人、羌人、柔然、高车、突厥、吐蕃等民族先后进入塔里木盆地边缘地区外，南北朝时期，还有嚈哒、吐谷浑等民族在这一地区活动。上述民族和居民进入塔里木盆地边缘地区，不仅使该地区居民族属更加多元化，也不可避免地发生不同民族之间的同化和融合。如突厥人和各地王族通婚，进而对当地原住居民产生影响。9世纪中叶，吐蕃势力退出西域以后，应该有不少吐蕃人留在了塔里木盆地边缘地区，特别是和田地区，并融合在当地原住居民之中。

至唐朝时期，塔里木盆地边缘地区的民族构成和分布并没有发生根本变化。7世纪初，我国著名旅行家和佛教大师玄奘在其《大唐西域记》一书中，对塔里木盆地边缘地区居民使用的语言文字做了较为具体的描述。他说：阿耆尼国（焉耆）“文字取则印度，微有增损”；屈支国（龟兹）“文字取则印度，粗有改变”；跋禄迦国（阿克苏）“文字法则，同屈支国，语言少异”；佉沙国（喀什）“而其文字，取则印度，虽有删讹，颇存体势，语言辞调，异于诸国”；朅盘陀国“文字语言大同佉沙国”；瞿萨旦那国（和阗）“文字宪章，聿遵印度，微改体势，粗有沿革，语异诸国”；斫句迦国（叶城）“文字同瞿萨旦那国，言语有异”。^[6]从玄奘的记述可以看出，塔里木盆地周围地区的居民实用的语言文字大致可分为两类，今焉耆、库车、阿克苏等地为一类，和田、叶城等地为一类。19世纪末20世纪初以来，考古工作者在塔里木盆地周围地区，发现了大量关于古代居民语言的文献。经过世界各国学者的研究，可以认为，塔里木盆地南缘的和田、巴楚，可能还包括喀什在内，使用着一种属于印欧语系伊兰语族中的中古东伊兰语，现在一般称其为古和田语或古和田塞语；而在塔里木盆地以北的库车、焉耆地区，则使用另一种特殊的印欧语，我们现在一般称之为古代焉耆-龟兹语。此外，2—4世纪，在塔里木盆地南缘的尼雅（今民丰）到鄯善（今若羌）、且末一带，还通行一种古代印度西北的方言，文字则使用佉卢文。这样看来，从汉代至唐代的千余年里，虽有匈奴、汉人、羌人、柔然、高车、突厥、吐蕃等民族的居民进入塔里木盆地边缘地区，但是该地区居民的主要成分仍然是操印欧语系语言的塞人、月氏人或吐火罗人。《北史·于阗传》载：“自高昌以西诸国人皆深目高鼻。”“深目高鼻”正是塔里木盆地周围地区古代印欧语系居民人种的显著特点。至于地处吐鲁番盆地的高昌，自魏晋时期就是汉人聚居比较集中的地区，所以“文字亦同华夏”，只是受周围土著居民的影响，故亦“兼用胡书”^[7]。但不管怎么说，在回鹘大批迁入该地之前，吐鲁番主要通行汉文，说汉语。考古资料证明了这一点。

从汉代到唐代，千余年间，先后有众多民族的居民进入塔里木盆地边缘地区，却没有导致当地民族构成和分布发生根本变化，究其原因主要是上述民族多为游牧民族，他们建立的政权多属于草原上的强国。他们之中虽然有不少人进入塔里木盆地边缘地区，但到各绿洲从事农业的人很少。他们不改变自己的生产和生活方式，很难和当地的原住居民融合，进而无法改变当地的民族构成和分布。汉人虽然经营农业，但除在吐鲁番外，其他地区的汉人多集中在几个比较孤立的屯田点上，且人数有限，由他们改变塔里木盆地边缘地区的民族构成和分布似乎是不可能的。恰恰相反，他们自己逐渐融合在当地的民族之中。