西晉末年，中原版圖變為黃河以北的五胡十六國和黃河以南的東晉王朝；東晉末年，中原版圖再次變為黃河以北的北朝和黃河以南的南朝。北朝的第一個朝代便是北魏，北魏由拓跋珪建立。拓跋珪死后，他的兒子拓跋嗣繼位，史稱北魏明元帝。拓跋嗣勵精圖治，用14年的時間與后秦作戰，拓跋嗣去世后，他的兒子拓跋燾繼位，史稱魏太武帝。
截止公元423年，北方除大夏、北涼、西秦、北燕和柔然外，皆為北魏所占，南北朝逐漸開始走向統一之路。公元431年，拓跋燾滅赫連勃勃的胡夏，公元436年滅慕容氏北燕，公元439年滅沮渠蒙遜的北涼，至此北方分割局面再一次恢復統一。公元440年，北朝的北魏與南朝的劉宋劃江而治，形成南北朝對峙的格局。
拓跋燾死后，文成帝拓跋濬、獻文帝拓跋弘、孝文帝拓跋宏相繼登基，史稱“北魏孝文帝改革”。由于拓跋燾在位時間久，北魏政局穩定，也因此西域與中原的交通出現了新局面。
拓跋燾是天生的將帥之才，拓跋燾當太子時，十二歲遠赴河套保衛長城抗擊柔然的入侵，把邊塞軍務整頓的有聲有色。拓跋燾是明元帝拓跋嗣的長子，他十五歲登基為帝，心懷“廓定四表，混一戎華”之志，親自率軍征戰，周旋于險境。
拓跋燾一如李世民，善用奇兵，喜歡輕騎奔襲，攻滅胡夏、北燕、北涼，征伐山胡，降伏鄯善、龜茲、粟特等西域諸國，驅逐吐谷渾，統一中國北方，拓跋燾更被劉宋王朝稱為“英圖武略，事駕前古”，超越冒頓和檀石槐。
拓跋燾不僅僅是軍事上的奇才，更是一個外交高手，他善于審時度勢。他在采取戰爭手段的同時，根據形勢，也力爭通過通使、貢賜、聯姻，緩和與敵對政權間的矛盾，建立友好關系。
根據史料記載，拓跋燾統治的30年間，北魏和柔然、劉宋、胡夏，北燕、北涼，互通使節，相互貢賜財物的事實不勝枚舉。
比如，拓跋燾滅國胡夏后，將其妹始平公主嫁給胡夏國王赫連昌，而赫連昌的三個妹妹也是拓跋燾的王妃。拓跋燾滅國北涼后，將妹妹武威公主嫁給北涼國王沮渠牧犍，并納沮渠牧犍的妹妹興平公主為昭儀。
拓跋燾與苻堅不同，拓跋燾根據其統治區民族眾多，生產方式不一等情況，堅持實行不改變各族人民傳統生產方式、生活方式和風俗習慣的政策。也因此，拓跋燾既尊重游牧民族的習慣，也尊重農耕民族的習慣。
《魏書》記載：“世祖繼位，開拓四海，以五方之民各有其性，故倍其教不改其俗，齊其政不易其宜，納其方貢以充倉廩，收其貨物以實庫藏，又于歲時取鳥獸之登于俎用者以牣膳府。”北魏在拓跋燾的治理之下，物產豐足，百姓安居樂業。
拓跋燾非常重視農業和畜牧業，他不僅與民生息，更是大力發展畜牧業，通過“世祖之平統萬，定秦隴，以河西水草善，乃以為牧地。畜產滋息，馬至二百余萬匹，橐駝將半之，牛羊則無數。”的史料記載可以看出，拓跋燾時代的畜牧業相當繁榮。
拓跋燾對于文化非常看重，他推行楷書，認為黃帝命令倉頡按照動物的行動軌跡制作文字，也因此，我中華之文字就可以隨意更改。
拓跋燾認為古籍越是古老，理解起來越是慢，也因此，他要求全國都用楷書為制式字體，文章書寫永遠都要用楷書。北魏拓跋燾的這個旨意，使得北魏的書籍是后人最容易讀懂的書。
公元424年，柔然可汗大檀聽說拓跋嗣去世，率領6萬騎兵進入北魏林格爾西北，燒殺搶掠，并且包圍了云中城。拓跋燾借著對柔然的戰術熟悉，他力排眾議，親自率2萬騎兵急赴云中救援。
柔然很快借著人多勢眾包圍了拓跋燾，這位不到16歲的小皇帝展現出了過人的沉著冷靜，泰然自若的指揮戰斗，追隨拓跋燾的將士們“以人思效命，所向無前”，很快柔然被拓跋燾打敗。
公元429年，拓跋燾發起“魏破柔然之戰”，這一戰，拓跋燾趕走柔然可汗，柔然軍民驚駭之下四處逃竄。八月的時候，拓跋燾在貝加爾湖湖畔首付柔然數十萬人。史學家稱“魏破柔然之戰”是北魏以少勝多的大型戰役，拓跋燾先后13次出兵伐柔然，其中勝利11次，另有兩次由于柔然先遁逃而沒有戰果，以429年的這一戰果最為輝煌。
公元434年，柔軟與北魏關系和解，歷史記載，“蠕蠕吳提奉其妹并遣其異母兄禿鹿傀及左右數百人朝貢，獻馬二千匹”。柔然是南北朝時期，匈奴族在蒙古草原建立的部落，主要游牧范圍大體為今蒙古國全境、俄羅斯聯邦貝加爾湖地區，西面可達阿爾泰山西麓，東面至額爾古納河西岸地區，核心區在今蒙古國。柔然，亦稱芮芮、茹茹、蝚蠕等。北朝的碑志、雜曲中，往往泛稱之為“鬼方”、“獫狁”、“北虜”、“北狄”等。
之所以柔然被稱之為蠕蠕，是因為拓跋燾認為柔然人智力低下，覺得他們是不會思考的蟲子，所以讓北魏國民稱呼柔然為蠕蠕。北魏后期，柔然以茹茹作為自稱或姓氏。《魏書·蠕蠕傳》曾經提及，蠕蠕是東胡的苗裔，也是匈奴的后裔，柔然姓郁久閭氏，曾經在公元八世紀簡歷阿瓦爾汗國，與法蘭克國王查理進行8年戰爭后覆滅。
柔然主要是鮮卑、敕勒、匈奴和突厥等許多民族和部落所組成，也有東胡之裔、鮮卑一支、匈奴別種之說。柔然的姓氏有郁久閭氏、俟呂鄰氏、拓跋氏、丘敦氏、尉遲氏、谷渾氏、叱豆渾氏、斛律氏、副伏羅氏、阿史那氏等。
公元434年，拓跋燾下詔書說：“朕承統之始，群兇縱逸，四方未賓，所在逆僭。蠕蠕陸梁于漠北，鐵弗肆虐于三秦。今四方順軌，兵革漸寧，宜寬徭賦，與民休息。”，至此，拓跋燾親自來到河西走廊，并派遣王恩生、許綱等出使西域，截止公元439年，拓跋燾共計派遣二十輩使西域。
王恩生等剛渡過沙漠就被柔然汗國俘虜，之所以柔然俘虜王恩生，是因為柔然將西域視為禁臠，不希望北魏染指西域。
同樣是公元434年，據史料記載，西域諸國在“魏破柔然之戰”之后不斷派遣使者前來北魏。《魏書·西域傳》記載，太延三年三月，龜茲、悅般、焉耆、車師、粟特、疏勒、烏孫、渴檗陀、鄯善諸國王各遣使朝獻。
北魏迎來了兩漢之后，西域九國同時來獻的盛世，可惜拓跋燾認為漢朝之時，雖然西域和中原互通，但是西域距離中原太遠，并不希望疏通西域的交通。好在拓跋燾的謀士不斷勸誡，才使得拓跋燾扭轉主意，派遣使者交通西域。
拓跋燾吸取王恩生的教訓，故意避開柔然的勢力范圍，選擇以樓蘭古道來出使西域。根據《魏書·西域傳》記載，董琬等人北行至烏孫國，受到熱情款待。董琬出使西域是漢代張騫出使西域之后，漢王朝與西域各國重新建立密切聯系的開始，但也同樣面臨沿途各國的阻撓。漢王朝時期是匈奴阻撓，北魏時期是柔然阻撓。
由于柔然阻撓北魏使者進入吐谷渾、高昌、高車、鄯善等國，加之絲綢之路西段形勢動蕩不安，以至于北魏與西域各國的交通時盛時衰。
根據史料記載，高車國路經鄯善的道路有兩條，一是北向經白龍堆至焉耆、龜茲等，入西域北道；二是西行經且末、于闐走西域南道。由此可以看出北魏出使西域的主要路徑是焉耆國、龜茲國、且末國、于闐國、車師國、鄯善國等地。
公元438年，龜茲、悅般、焉耆、車師、粟特、疏勒、烏孫、渴粱陀、鄯善等九國來朝貢，北魏交通西域的態度更加積極起來，又遣董琬西使，董琬一行“出鄯善”西行，經九國至烏孫。從這一段史料可以看出，占據河西走廊的北涼與北魏關系和好，并且北魏與西域各國的交流也越來越頻繁。
公元439年，鄯善王派遣自己弟弟素延耆入侍于北魏，北魏與鄯善的關系更加密切。公元440年，鄯善、龜茲、疏勒、焉耆遣使進物于北魏。五月，遮逸國進汗血馬于北魏；十一月，粟特、渴粱陀、破洛那、悉居半諸國各遣使朝貢于北魏。
如同苻堅當初收到大宛汗血寶馬一樣，北魏的拓跋燾也收到了來自西域的汗血寶馬。這段史料表明，西域諸國不僅加強與北魏的聯系，并且北魏在西域諸國的地位也逐漸提高。但是柔然并不希望西域諸國與北魏的關系繼續發展下去，于是柔然和北魏展開大規模的軍事沖突，斷絕了伊吾的北道。
這一年，北魏拓跋燾滅國北涼，北涼余眾在沮渠無諱率領下西遷到鄯善國，也因此樓蘭成為北涼控制的直接據點，隨著沮渠無諱驅逐高昌太守闞爽而控制高昌，西域的南北兩條古道被斷絕。也因此，羅布泊古簡紙并沒有公元440年到公元443年為期3年的任何書信往來，史書也沒有做任何相關的記載。
公元443，北魏以輕騎突襲戰勝柔然，絲綢之路的交通再一次出現了傳記。北魏控制河西走廊后，三月便派遣四批特使進入西域，年底之時，粟特國派遣特使回訪北魏。
隨著北魏與西域重新建立邦交，拓跋燾越來越認識到控制絲綢之路與河西走廊的重要，于是拓跋燾開始積極經營絲綢之路。公元446年，拓跋燾滅國吐谷渾，打通了北魏與鄯善國的道路。八月，拓跋燾派遣萬度歸向涼州以西發兵，征伐鄯善。
公元448年，史稱“萬度歸破焉耆之戰”爆發，萬度歸率兵攻破西域，與焉耆國作戰。此時萬度歸只帶領了5000輕騎和少量糧食，靠取糧于途中，來保證連續進軍。焉耆王鳩尸卑那率4萬人出城守險抵抗。在萬度歸的攻擊之下，焉耆王逃往龜茲，萬度歸攻克焉耆。
十二月，萬度歸奉命帥氣按輕騎1000人向西攻擊龜茲國，龜茲遣鳥羯目提等領兵3000抵御，萬度歸將其擊敗，斬首200余，獲駝馬而還。至此中原再次平定西域戰亂，西域版圖納入中國的版圖之中。
萬度歸進攻焉耆和龜茲的時候，拓跋燾與柔然開戰，很快拓跋燾站勝柔然，柔然渠帥綿他拔帥部落千余家歸順北魏，至此，北魏取代柔然成為絲綢之路上西域諸國的實際控制國家。
正因為拓跋燾打敗柔然，復通西域，使得北魏與南天竺、薩珊波斯、拜占庭建立正式外交，彼此之間使節往來頻繁。
這一次西域復通，浮圖沙國、龜茲、疏勒、破洛那等遣使入貢，洛那、局賓、迷密等國遣使朝獻，迷密獻黑駱駝一頭。南天竺國王婆羅化曾遣使獻駿馬、金銀；疊伏羅國王伏陀末多遣使貢獻，從此不斷入貢。南天竺是北魏交通最遠的國家之一。
公元452年，太武帝拓跋燾長孫，北魏拓跋濬登基為帝，史稱文成帝。此時西域的交通依舊發達，據史料記載，保達、沙獵等國遣使進獻。大月氏商人至平城，制五色琉璃。北魏使者韓羊皮亦遠使抵波斯。波斯成為北魏交通西域中新的最遠國家。北魏與波斯的交通達10次之多，由此可見北魏的發達外交以及絲綢之路的興盛。
公元453年，北魏遣尉眷北擊伊吾，隨著伊吾古道被攻克，西域諸國往來北魏越來越頻繁，同年普嵐國遣使進貢方物。普嵐便是拜占庭，他是北魏交交通西域中新的最遠國家。
根據年鑒的信息，公元460年柔然攻高昌，滅高昌北涼沮渠氏，立闞伯周為高昌王，為高昌建國之始。公元472年，柔然又進攻敦煌，欲斷北魏通向西域的商路。
公元471年，由于北魏遲遲不見西域諸國來北魏，于是北魏以拓跋棱為假節涼州都督及西戎諸軍事，領護西域校尉，鎮所由鄯善東遷至涼州，對西域的控制大為收縮。
隨著柔然連年扣邊北魏，戰云密布北魏與柔然交界，隨著鄯善國向北魏求助援兵，公元472年，北魏與柔然再次開戰。北魏獻文帝拓跋弘帶兵出戰，一直殺到漠南，逼柔然后撤幾千里。
隨后拓跋弘下令，工商雜伎一律務農，禁止濫殺牲畜，保護農業生產，對那些克己奉公的牧守加以提拔，對那些貪婪殘暴的官員嚴懲不貸。雖然拓跋弘打敗了柔然，然而，隨著柔然的不斷蠶食西域，中原與西域的交通逐漸減少，西域諸國入中原進攻的次數也逐年遞減。
公元492年，北魏孝文帝命懷朔鎮將、陽平王拓跋頤以及鎮北大將軍陸睿，同時擔任都督，督統十二位大將，十萬名步兵、騎兵，分兵三路，襲擊柔然。
這一次北魏擊敗柔然后，西域的道路再次打開。公元499年，北魏宣武帝元恪登基為帝，他是孝文帝元宏次子，獻文帝拓跋弘的孫子。
公元503年，于闐、疏勒、扇賓等23個西域國家遣使入北魏。三年后，柔然遣使紇奚勿六跋至北魏請和，標志著北魏與柔然長期的軍事沖突結束，伊吾路得到利用。至此，北魏政權再一次與西域展開大規模的文化交流，絲綢之路再一次興盛起來。
《洛陽伽藍記》記載，西域與中原的貿易交流主要是貢賜和互市兩種形式。西域使者進貢的物品主要是奢侈品和奇物，如大馬、名駝、珍寶、馴象、牦牛、寶劍等。北魏的回賜常是“繒帛錦膈”，其價值常常遠遠超過西域貢使所獻的物品。
據史料記載，北魏與西域諸族的貿易集中在河西走廊和隴西的絲綢之路沿線，如敦煌、酒泉、張掖、武威、隴西等。
裴矩撰《西域圖記》記載，北魏時期西域40多個國家來到張掖進行貿易交流。涼州商人把漢地生產的手工業品如麻布、氈毯以及從西域商人手中買來的貨物轉手銷售到柔然、高車等地區，再將那里的毛皮等販運到漢族地區。
南北朝時期，鄯善國依舊是中原與西域諸國商貿交通的要沖地帶，《魏書·西域傳》記載：“渡流沙，西行兩千里至都善為一道，自玉門關渡流沙，北行二千二百里至車師為一道。”
新疆鄯善縣吐峪溝曾出土《持世經》殘卷，該經尾題“歲在己丑涼王大且渠安周所供養經，吳客丹陽郡張然寫。”，從文物的記錄上看，北魏時期，大量中原和南方佛經西傳，中原與西域的僧人進行佛法交流活動頻繁，也側面證明了北魏時期絲綢之路的熱鬧與繁華。
史學家石云濤認為，北魏以后，中國北方再次分裂，加上突厥的崛起，中西間交通出現衰落趨勢。但當隋唐兩朝再次完成國家的統一，并對突厥實現了軍事征服的時候，北魏時中西交通的興盛局面便迅速恢復，這是與北魏時打下的良好基礎分不開的。
隨著公元4世紀，北魏滅鄯善國，600年的鄯善國至此滅亡，鄯善成為北魏的郡縣，而這個時期也是樓蘭再次興盛的時代。只可惜，隨著水源的匱乏，樓蘭的居民逐漸遷移消失，樓蘭與羅布泊也成為了無人區。
關于樓蘭的消失，有很多的傳說，有的認為是公元五世紀，北魏與柔然的大型戰役中，樓蘭被柔然或北魏吞并消失。有的認為是樓蘭上游河道改道，水資源惡劣情況下，樓蘭百姓遷徙所致，還有人認為是樓蘭發生了一種鮮為人知的大瘟疫。
其中，樓蘭消失于瘟疫的傳說是最多的。傳說樓蘭的人盲目亂砍亂發，導致水土流失嚴重，風沙侵襲大地，河流改道，氣候異常，以至于樓蘭成為不毛之地。
但也因為氣候變化，一些封在冰川之中的病毒隨著河流流淌到了樓蘭，隨著遠古時期的病毒復蘇，病毒感染了樓蘭古城的人們。在這場突如其來大瘟疫面前，樓蘭人選擇了逃亡。這種樓蘭瘟疫，人們稱之為熱窩子病，熱窩子病是那種一傳十十傳百的烈性傳染病，感染這種病毒的人家，往往是頃刻間成為絕戶之家。
后來，樓蘭的庫木塔格公主乞求惡魔拯救她的子民，她愿意用生命和美貌來獻祭。惡魔劈開沙漠，救活了樓蘭百姓，惡魔將庫木塔格公主禁錮在裂隙的南岸。樓蘭百姓為了感謝庫木塔格公主的救命之恩，他們合力架起一座橋，希望能將公主帶離。
惡魔不愿意百姓將公主帶離沙漠，于是要求樓蘭百姓實現“沙中長草”、“地水倒流”的愿望。在樓蘭百姓的乞求之下，天神被感動，他賜給樓蘭百姓駱駝刺的種子，并且在此開鑿坎兒井。隨著惡魔的要求被實現，惡魔不得不將公主放回，只是惡魔惱羞成怒，他不斷用風沙襲擊樓蘭的后人，善良的公主只能忍痛離開綠洲，回到惡魔身邊。人們為了紀念公主，把與綠洲相接的風沙之國稱為庫木塔格，一直沿用至今。
關于坎兒井也有一個有趣的傳說，傳說，在火焰山和艾丁湖還沒有形成之前，高昌大地還是塊水草豐美的地方。天神會在天池沐浴，大小天神保佑高昌不被邪魔侵擾。
高昌河神心生貪婪，想要獨自保障高昌的太平，惡魔為了教訓高昌河神便設下圈套，在西王母路過高昌城的時候，將高昌城一分為二。高昌河神為了拯救百姓，忽略了結界，以至于大小惡魔襲擊西王母，多虧西海龍王趕到，西王母才得以脫身。
震怒之下的西王母貶高昌河神為河奴，把高昌城變成了黃沙漫天之地，河奴因為錯信魔王而使得百姓被人魚肉，自刎謝罪的河奴上告西王母，西王母派遣火焰和艾丁懲治惡魔。
最后，西王母讓火焰龍化作火焰山，讓艾丁龍化作艾丁湖，永遠守護著高昌城，河奴請求西王母將自己變回河流，西王母將河奴的血管化成暗河，在地下滋潤著高昌城，人們也因此稱呼暗河為坎兒井。
樓蘭與高昌的傳說，詮釋了黃沙漫天與瘟疫襲城的樓蘭過往，這些傳說也從側面反映出，樓蘭百姓對于過去的追憶與懊悔，深深地表達出對故地的思念。
樓蘭，它不管出現在史書記載中，還是坊間傳說里，它作為一個神秘又古老的城市一直在人們的心中存在著。