秦汉时期，天山南麓有36国，市辖境位居渠犁国境，古渠犁国在且末西北，精绝（今民丰县）之北，尉犁（今塔什店至博斯腾湖以南一带）西南，山国（今尉犁县铁干里克东北）以西，乌垒（今轮台县策大雅）东南，其范围相当于今库尔勒市境及尉犁县西北、轮台县东南一部分。
西汉文帝四年（前176年），匈奴冒顿单于入侵西域，置僮仆都尉于焉耆、危须、尉犁三国间，渠犁受僮仆都尉控制。太初四年（前101年），汉朝在轮台、渠犁设使者校尉，管理西域屯田事务。神爵二年（前60年），汉朝于乌垒设置西域都护府，渠犁归属汉朝版图，筑埒娄城于“河曲”（今孔雀河的转弯处）。归降汉朝的匈奴日逐王先贤掸等部众，也被安置在“河曲”。王莽新朝天凤三年（16年），西域都护李崇败退龟兹，埒娄城地属匈奴。
东汉建武二十二年（46年），莎车王贤攻龟兹王，埒娄城地属莎车王乌垒州。数年之后，龟兹杀乌垒王，占乌垒国境。永平十七年（74年），西域都护陈睦治埒娄城。永平十八年（75年），为焉耆攻没。永元六年（94年），班超发龟兹、鄯善等8国兵，征伐焉耆、危须、尉犁，斩焉耆王广、尉犁王于陈睦故城，埒娄城归属于汉。永建二年（127年），西域长史班勇与敦煌太守张朗分南北道攻打焉耆国，张郎由爵离城（即埒娄城）先至爵离关（今铁门关），攻降焉者王元孟。
前凉建兴二十三年（335年），前凉张骏遣兵伐龟兹途中，在贲仑城和遮留谷击退焉耆国王龙熙，地属前凉。前秦建元十八年（382年），前秦吕光攻降焉耆，地属前秦。北魏太平真君九年（448年），万度归伐焉耆，置焉耆镇。本地为柳驴城，地属北魏。西魏恭帝二年（555年），突厥占据高昌之后，即向焉耆发展，本地受其统治。
隋仁寿三年（603年），突厥西面可汗达头的儿子泥利自立为西突厥全境的大可汗，史称西突厥，本地受其统辖。