春秋时期大同地区为北狄所居。
北狄系指以狩猎为生的游牧部落林胡、楼烦。
据《战国策·释地》载：“今山西岢岚州以北，故楼烦胡地也；大同、朔州以北。
故林胡地。
”大同至内蒙古河套一带，春秋时为林胡活动之地。
（唐）尧帝封羲和氏子为北岳长老，其二子和叔来宅。
《山海经》中古大同为古平国。
商汤封同姓于此地，代子立国。
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战国时期初为代国，后并入赵地。
据《史记·赵世家》载，子晰告赵简子曰，主君之子将克二国于北皆子姓也。
及简子卒，毋血立，是为襄子，北登夏屋，使宰人操铜木斗击杀代王，遂兴兵平代地。
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公元前221年，秦始皇统一中国，废分封制，立郡县，全国设36郡，今大同境内为雁门郡、代郡之地。
其时见于记载的城有：平城、代、善无、延陵、平舒、武周塞、新城、班氏、马邑等。
秦始皇派大将蒙恬率30万大军北击匈奴，并征集民众筑长城，在今左云高山以东，云冈以西十里河谷“筑城武周塞内，以备胡。
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西汉沿袭秦郡县制，其地仍为雁门郡、代郡之地。
雁门郡属并州刺史部。
沿所善无，共辖14县：善无、沃阳、繁峙、中陵、阴馆、楼烦、武州、汪陶、剧阳、崞、埒、马邑、疆阴、平城，平城为东部都尉治。
代郡属幽州刺史部，治所桑干，共辖18县，在今大同境内者10县：道人、高柳、班氏、示氏、平舒、延陵、灵丘、且如、平邑、参合。
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东汉各州置州牧，后改州牧为刺史。
其地为雁门、代郡之地。
雁门郡属并州刺史部，治阴馆，属县十四，今大同市境内有四县：繁峙、武州、崞、平城。
代郡属幽州刺史部，治高柳，属县十一，在今大同市境内有六县：高柳、道人、班氏、示氏、北平邑、平舒。
建武中，卢芳之乱，沿边八部并废，徙雁门、代郡之民于常山关、居庸关东。
建武二十七年（51）复置郡，自善无移雁门郡治阴馆，县仍属。
其代郡治高柳。
“建安中省云中、定襄五郡，立新兴郡于太原界，郡为一县隶之，而别置平城县于勾注陉南，往属焉。
”汉末天下大乱陉北之地弃为荒徼。
建安二十年（215）曹操讨伐乌桓，平定代地。
安集北边郡县之民，在今代县东五里置平城县，属冀州新兴郡。
黄初元年（220）复置并州，平城属并州雁门郡。
无论属冀州新兴郡的平城，还是并州雁门郡的平城，均为同名异地，非今大同。
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大同
三国时，其地为乌桓、鲜卑所据。
汉明帝时（58—75）在平城建通光寺，为大同最早的佛寺。
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晋大同北部为鲜卑族领地，南部为雁门郡地，其时郡已迁至广武，属县有：广武、崞、汪陶、平城、俊人、繁峙、原平、马邑。
永嘉四年（310）晋并州牧刘琨，以拓跋猗卢有救援之功，上书晋怀帝，请封鲜卑拓跋猗卢为代公。
建兴元年（313）拓跋猗卢定盛乐为北都，修秦汉故平城为南都，平城复还故治，属代国。
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北魏拓跋珪于公元398年自盛乐迁都平城，改号皇帝，改元天兴，并置司州、代尹，治代都平城。
徙六州二十二郡守宰、豪杰、吏民三千家于代郡。
“营宫室，建宗庙，立社稷”，进行一系列大规模的首都建设。
次月“诏有司正超过计划畿，制郊甸”，划定京畿范围：“东至代郡，西至善无，南及阴馆，北尽参合。
西至河（黄河），南至中山隘门塞，北至五原，地方千里。
”又设四方四维，置八部帅统兵镇守。
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北齐天保元年（550）东魏被北齐所代，大同为北恒州、北朔州地，属县未有大的变化。
天保七年（556）改北恒州为恒安镇（今大同），又名东州城，隶属恒州太平县，徙豪杰三千家以实之。
翌年废镇，仍为北恒州。
周齐之间，突厥渐强，为防御突厥、柔然、契丹，于天保三年（552）自西河总秦戍筑长城，东至渤海200余公里。
天保六年（555）发夫180万人筑长城，自幽州夏口，西至恒州450余公里。
天保七年（556）先自西河总秦戍筑长城东至海。
前后所筑东西凡1000余公里。
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公元557年西魏为北周所代替。
建德六年（577）灭齐后，州县并废，复置恒安镇，改朔州置北朔州总管府。
改太平县为云中县（此大同称云中之始）。
灵丘属蔚州，为灵丘郡治。
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隋开皇元年（581）重新统一中国后，改诸州为郡，其地为马邑郡、雁门郡之地。
马邑郡治善阳，辖善阳、神武、云内、开阳。
雁门郡治雁门，辖雁门、繁峙、崞县、五台、灵丘。
恒安镇隶属马邑郡云内县。
开皇五年（585）置代州总管府。
隋为了防御突厥侵扰，大业三年（607）“发丁男百余万筑长城，西距榆林，东至紫河，一旬而罢”。
公元615年八月，杨广巡游塞北，突厥得悉，率领10万兵攻入塞内，杨广被迫退到雁门，在各地军民增援下，杨广才解围而去。
第二年突厥又犯，被李渊带兵击退。
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唐初依隋实行州县制。
武德四年（621）平利武周，复于故恒安镇置北恒州。
武德六年（623）于雁门郡之灵丘别置蔚州。
武德七年（624）北恒州废。
贞观元年（627）发天下为13道，云、蔚、朔等州属河东道。
云州治云中，辖县云中。
蔚州治兴唐，辖兴唐，飞狐、灵丘。
朔州治善无，辖善阳、马邑。
唐末，以浑源川为名，置浑源州；以雁门山、龙首山南北呼应为名，置应州。
贞观十四年（640）于故云内县置定襄县，兼云州治。
龙朔三年（663）置云中都护府。
永淳元年（682）为东突厥默啜所破，州县俱废，移百姓于朔州。
开元十八年（730）复置县，改定襄为云中县。
废北恒州为东州城，复置云州。
天宝元年（742）改云州为云中郡。
乾元元年（758）改云中郡为云州会昌三年（843）以云、蔚诸州为大同道，罢属河东，置都团练使，治云州。
咸通十年（869）置大同军节度。
中和二年（882）改大同节度为雁门节度。
四年（884）云州复隶河东道。
唐至德以后，中原运兵刺史皆管军戎，大同防御使由云州刺史领管，辖云、蔚、朔三州。
唐末云州地区成为沙陀部和吐谷浑赫连铎部争夺的主要地带。
也是李克用父子发迹之地。
乾符三年（876）大同军节度使李国昌子克用为云中守捉使，杀防御使，据州以闻。
僖宗赦克用，以国昌为大同军防御使，不受命。
广明元年（880）李琢攻国昌，国昌兵败，与克用奔北地。
共巢入京师，诏发代北军，寻赦国昌，使讨赋，克用率三万五千骑而南，收京师功第一，国昌封陇西郡王。
国昌卒，克用取云州。
唐末封建割据，云州陷入长期战争中，后李克用子李存勖灭梁，是为唐庄宗。
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五代其地为后唐所占，区划未有大的变动。
云中县，为云州治，隶属河东道。
李克用与契丹耶律阿保机相会于云州东城，易袍马为兄弟，因取“怀想仁人”之义，改名怀仁县；后唐庄宗同光二年（924）析蔚州兴唐县设置广陵县（今广灵县）。
后唐庄宗同光三年（925）复以云州为大同军节度。
清泰三年（936）叛将河节度使石敬瑭，拜契丹主耶律德光为父，借契丹兵灭后唐，称帝，国号晋。
以契丹有助援之功，将燕云十六州割让给契丹。
云中判官司吴峦“闭门不受契丹命”，修整器械，昼夜守城，坚持了半年之久，“峦求援晋，晋主召峦南归”，云州陷落。
至此大同先后被契丹、女真、蒙古统治者统治长达433年，使中原汉族统治从此失去北方屏藩。
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华严寺（辽代）
辽后晋天福二年（937）辽进占云州。
初为大同军节度，重熙十三年（1044）改云州为西京，设西京道大同府，重熙十七年（1048）析云中，置大同县，为辽之陪都。
辽西京道所辖：大同府，治所大同。
统2州7县：弘州、德州、大同县、云中、天成、长青、奉义、怀仁、怀安县。
蔚州，治蔚州，统灵仙、定安、飞狐、灵丘、广陵。
应州，治金城，统金城，浑源、河阳。
朔州，治善阳，统善阳、武州、宁远、马邑、神武。
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宋为路、州、县三级制，全国设15路。
宣和五年（1123）