開皇十七年（597年），隋文帝下詔斥責高句麗擾邊，次年派遣大軍討伐，高句麗王遣使稱臣謝罪，隋朝罷兵。大業十年（614年）高句麗再次以請降的方式化解了軍事危機。對於隋朝而言，即便是形式上的朝貢也意味著將東北納入政治體系之中，故其軍事行動多因高句麗朝貢而終結。但實際上朝貢只是高句麗應對隋朝軍事壓力的策略，一旦壓力消解便會故態復萌。重復而無效的軍事行動耗盡了隋朝的政治資源，終致王朝崩潰。

唐朝繼承隋朝的東北政策，以恢復漢四郡為己任。貞觀十九年（645年），唐太宗親率大軍進攻高句麗，受阻於安市，不得不班師回朝。唐朝隨後調整方略，將東北地區的其他版塊先納入治下，以獲得地緣優勢。貞觀二十二年在奚人所在地設饒樂都督府；在契丹人所在地設松漠都督府。饒樂、松漠二都督府均隸屬於營州都督府。顯慶五年（660年），在新羅的請求下，唐高宗定下先占領半島西南部的百濟、再南北夾攻高句麗的戰略。滅亡百濟後，唐朝將百濟地納入國土，分置熊津、馬韓、東明等五都督府。龍朔三年（663年），唐軍會同新羅在白江口（今韓國錦江口）擊敗幹預半島局勢的日本軍隊，平定百濟叛亂。高句麗自此陷入唐軍的南北夾擊之中，於總章元年（668年）覆滅。唐朝在當地設置九都督府、四十二州，由設在平壤的安東都護府統轄。

高句麗滅亡後，東北族群的歷史進程並未中斷，而是出現了不同的路徑。渤海國選擇了屬國化道路。武周萬歲通天元年（696年）粟末靺鞨部東奔，首領大祚榮在牡丹江上遊建國，初期遣使通於突厥，唐中宗派遣使者招慰後，大祚榮遣子入侍。先天二年（713），唐朝拜祚榮為左驍衛員外大將軍、渤海郡王，以其所統為忽汗州，加授忽汗州都督。渤海國由此確立了與高句麗不同的發展戰略，積極認同唐朝的政治秩序，先後向唐朝遣使一百多次。渤海國仿照長安建設上京龍泉府，仿制唐制設政堂、中臺、宣詔三省，政堂下設忠、仁、義、智、禮、信六部；以中正臺為監察機構，在地方上設府、州、縣。渤海采取了協同唐朝的政策，國祚與唐朝相聯，唐亡不久，渤海也於後唐天成元年（926年）為契丹所滅。

體制化後的東北，高句麗、渤海只是開其端緒，呂思勉先生概述近一千年東北地區對中國歷史大勢的影響：

黠戛斯雖滅回紇，而未能移居其地，西方東略之力，至斯而頓，而東方之遼、金、元、清繼起焉。遼之起，由其久居塞上，漸染中國之文明，金、元、清則中國之文明，先東北行而啟發句麗，更折西北行以啟發渤海，然後下啟金源，伏流再發為滿洲，餘波又衍及蒙古者也。其波瀾亦可謂壯闊矣。

呂思勉先生認為遼、金、元、清皆是崛起於東北的王朝，是中國文明作用於東北地方社會後的結果。他認為東北的這一歷史進程開啟於高句麗、渤海國，延續至金、清，影響波及蒙元。遼朝的興起雖不在高句麗、渤海國的脈絡之中，卻是東北區域王朝化的初始表現。

如果說唐朝以前的政治秩序是以中原為中心，東北的政治形態是在藩部、屬國、郡縣間變化，那麽自遼金迄於元清，東北政權不僅走上了王朝化道路，而且開始與中原王朝爭奪正統地位。遼朝雖然在建立之初以「蕃」自居，但自興宗重熙年間開始有了明確的中國意識。