东汉仍置敦煌郡，隶属凉州刺史部，下属六个县：敦煌县（因产美瓜而称瓜州）、龙勒县、效谷县、广至县、拼泉县（西汉叫渊泉县）、冥安县。

敦煌郡共有748户，29110人（系汉顺帝时即126年—144年间的数字。户数不确，可能是7048户）。

当时全国有郡（国）105个，敦煌郡是其中之一，当时全国人口是4915.22万人，敦煌郡人口占全国人口的1/1600。

东汉时，敦煌的政治、军事地位上升，汉明帝永平十七年（74年），置西域都护、驻龟兹它乾城，陈睦为都护。设戊己校尉，驻高昌，置宜禾都尉，屯田于伊吾，加强了对西域的控制，敦煌实为经略西域的要地。东汉安帝永初元年（107年），汉廷罢西域都护，这是失策。公元120年又设“护西域副校尉”，代替原西域都护，主管西域事务，负起“西抚诸国，总护南北道”的职责，治所就在敦煌，护西域副校尉由敦煌郡太守兼任，西域各国作为政治人质的王子都住在敦煌，敦煌成为西部军事政治中心。这就是敦煌“都护驻兵”的显赫历史。

当时的敦煌是个以汉族为主多民族杂居的地方，有匈奴、鲜卑、氐、羌、月氏人等，也有西域各族如伊吾、高昌、焉耆、龟兹、康居人，还有更远的粟特、罽宾、波斯等地来经商的人，也有往来天竺、西域的各地僧人和内地去西域或天竺学佛求经的僧人。敦煌真是“华戎所交，一都会也”。

在东汉末，汉献帝又曾一度设雍州，“自三辅至西域皆属焉”（《晋书·地理志》）。敦煌自然也归雍州，三国曹魏时，又分置凉州，敦煌郡重新归凉州统辖，根据清人洪亮吉的《辅三国疆域志》、谢钟英的《三国疆域表》以及《读史方舆纪要》《后汉书·郡国志》《晋书·地理志》等古籍对证分析，三国曹魏统治下的凉州敦煌郡，下辖7县，即除西汉时的敦煌、龙勒、效谷、广至、冥安、渊泉6县外，增加宜禾一县，在今瓜州县北。《中国历史地图集》第三册中曹魏敦煌郡管辖也为以上7县，这是仔细辨证后的结论。至于人口，史册未作明确记载，不过，经东汉末年战乱，州郡残破，人口锐减，当时敦煌郡的人口少于东汉的29000余人则是肯定的。(www.daowen.com)

东汉三国时期，敦煌地区农业生产水平就全国而言还是比较高的，铁器、牛耕早已使用。魏齐王曹芳统治时期（249年—254年），皇甫隆为敦煌郡太守，推行先进生产工具耧犁，并改进灌溉方法，节省劳力一半，收成却翻了一番，这是很大的提高。西域各族人民经敦煌与内地的经济交流也是频繁的，就是在东汉末年军阀混战，天下大乱的情况下也未梗阻。魏文帝曹丕上台的第一年（220年），焉耆、于阗王就“遣使奉献”，公元223年鄯善、龟兹、于阗王各遣使奉献。西域各国大都内附，与西域复通，曹丕设西域长史府，驻海头，在高昌设戊己校尉，加强统治，至于西域与敦煌地区的交流就更加频繁了。三国魏初，敦煌郡太守仓兹，注意保护了来此通商的西域各族人民，提供了一些方便，深得民心，据说他死后，敦煌人画他的像，纪念他，西域人听到都感到哀痛。大家聚集在一起到西域戊己校尉驻地哀悼，有的“以刀画面，以明血诚，又为立祠，遥供祠之”（见《三国志·仓兹传》）。可见各族人民要加强联系这是共同的强烈的要求，谁顺应潮流，做些好事，谁就深得民心。此时，敦煌已成为西部重要的商业城市和粮食生产基地。

和东汉时期的全国比较，敦煌还是繁荣的。只有地主阶级繁荣了，他们就可搞文化，产生封建社会的文人学士，当时敦煌也是人才辈出。经200余年，从中原迁来的大族在敦煌立稳了脚跟，中原文化在这里扎下了根，汉文典籍在敦煌传播。有一些世家大族是“海内望族”，如张氏、索氏，东汉后期著名的书法家张芝、张昶兄弟俩就是敦煌人。张芝，字伯英，其弟张昶，字文舒。他们的父亲张奂，是东汉名儒、名将，当过度辽将军，拜大司农，护匈奴中郎将，屡建战功，后归乡里，设馆传授儒学，有门徒千人，著有《尚书记难》三十余万言。张芝“少持高节”，勤奋好学，朝廷宗太尉请他出来应考，他没有去，立志练习书法，学习书法入迷，家里到处都写了字，连衣服上也写了字，还常常到河边，把水当墨，临池学书，水为之墨，在石板上写，练笔功。张芝学习著名书法家崔子玉、杜伯度的笔法，并加以创新，其书体一笔到底，气脉通联，滴行不断，精劲绝伦，如惊蛇入草，飞鸟出林，古人谓之“一笔飞”。张芝与当时著名书法家罗叔景、赵元嗣并称，被时人推崇为“草圣”，著有《笔心论》五篇。张昶做过黄门侍郎，像张芝一样，苦练书法，也擅长草书，被时人推崇为“亚圣”。张昶的大作《西岳华山堂碑铭》现在还保存着。另著有《龙山史记注》，此书直到唐朝，还被文学家柳宗元所保存，后毁于战火。以后晋朝大书法家王羲之，对汉魏书法，独推钟、张（芝）两家，推崇备至。后人为了纪念这位“草圣”，在沙州子城东北修张芝庙。据敦煌文书P.2005《沙州都督府图经》载：后汉张芝于此学书，池水尽墨。开元四年（716年），敦煌县令赵智本开拓此池，出石砚一、长二尺、阔一尺五寸。乃劝张氏后裔修葺此池，中立庙宇及张芝像。五代时池庙犹存。

东汉，敦煌还出了文学家侯瑾。其家贫寒，性笃学，十分刻苦。白天给人干活，晚上回家“燃柴以读书”。后才学出众，人品高尚，处于东汉末外戚、宦官专权的黑暗时代，拒不做官而不与其同流合污。作《矫世论》揭露时弊。后避隐于山中，著有东汉光武帝中兴事30篇，名《皇德传》可惜散失。现仅存《艺文类聚》中的名篇《筝赋》，格调高亢，在汉代辞赋中，为具有特色的力作。侯瑾被时人尊称为侯君。盖勋，汉阳长史，厌反权臣而有名。东汉时还有一位值得一提的名人曹全，敦煌效谷人，字景完，西汉名相曹参后裔，举孝廉，拜酒泉禄福令，官郎中，以讨西域疏勒王而有名，在任地方官时慰老济贫，赈粮施药，兴完城郭，荐贤举能，时人勒碑称颂，名《曹全碑》。现碑存陕西省博物馆。

当时豪强地主势力强大，土地兼并集中现象十分严重，敦煌亦不例外，“大族田地有余，而小民无立锥之地”（《三国志·仓慈传》）。而且豪强权贵逃避赋税，全都转嫁到无地少地农民身上，农民负担沉重，苦受盘剥。