385年，吕光班师东返，他筵请到了高僧鸠摩罗什，罗致了大量的珍宝、名马，还招来了西域的商队。但走到凉州时，却得到了苻秦败亡的消息。吕光于是决定就地割据，所统率的前秦军队和西征得来的战利品都成为他称霸河西的基础。吕光首先驱逐了前秦的凉州刺史，占据凉州，于386年自称凉州牧、酒泉公，389年自称三河王，并置官建号，至396年进一步自称天王，改元龙飞，建国号大凉，历史上称其为后凉。
后凉统治河西18年，这期间，敦煌历史总的特点是战乱不息，民不聊生。
后凉的4位统治者都十分好战，特别是吕光曾用武力统一了河西，将后凉版图扩展至今西宁地区。但这种军事统治很不稳固，到吕光末年时就已出现了北凉、南凉与后凉分离独立的局面，其根本原因就在于后凉统治者在政治、经济、文化上无能乏术，提不出适时的政策和有效的统治措施。
后凉彻底灭亡，而敦煌在此前数年已易手他人。
北凉、西凉。有史以来，敦煌第一次成为一个国都。
西凉立国之初仅领有玉门以西地区，以敦煌为国都完全可以实施有效统治。
西凉政权存在20年，并在西北各割据政权中拥有较大影响，始终保持先进水平。
在李篙统治的近20年中，西凉，特别是敦煌地区政治安定，经济发达，文化繁荣，深受周边国家敬重。
西凉最终灭亡后，沮渠蒙逊攻破敦煌城，大肆屠城残杀百姓，这是敦煌历史上极为惨烈的一幕，经此毁灭性残害，敦煌人口锐减。
此时拓跋氏建立的北魏逐渐强大起来。
沮渠氏统领的北凉占据敦煌20年，没有造成经济繁荣的局面，但在此期间敦煌儒学与佛教的发展却十分引人注目。
北凉时期，敦煌的佛教有了新的发展。