儿族畏兀（吾）儿人的主体是唐代回鹘人的后代。回鹘人原居于漠北，回鹘汗国时代，已有一些回鹘部落迁居到今天山以北和河西一带。公元840年，回鹘汗国灭于黠戛斯，大批回鹘人和其他铁勒部民自漠北逃至西域，其中有一支迁居到今天山东段南北地区，宋辽金时代的汉文史料称之为高昌回鹘或西州回鹘，这就是后来畏兀儿人的前身，在元代以前的穆斯林史料中，他们又被称为“九姓”（toghuzghuz）。哈迷里人在元代不属于畏兀儿，自成一个系统。今新疆南部塔里木盆地周围绿洲地区的居民也不被视为畏兀儿人，元人像称呼哈迷里人一样，根据其所出地称呼之，如斡端人、龟兹人等。金灭辽后，辽宗室耶律大石率部迁中亚，建立西辽，畏兀儿成为其属部。畏兀儿的贵族大臣除了袭用本部头衔外，还接受西辽封号，以为荣耀。畏兀儿文化对西辽有相当影响，西辽末帝直鲁古曾召畏兀儿唆里迷城人哈剌亦赤北鲁为诸皇子之师。西辽属部乃蛮人延请畏兀儿人塔塔统阿为乃蛮王主持文书记事，并掌印玺钱谷诸事。
直鲁古统治末年，畏兀儿亦都护月仙帖木儿死去，其子巴而术·阿而忒·的斤年幼，西辽命太师僧少监至其国，驻于火州城。20年，成吉思汗建蒙古国，巴而术·阿而忒·的斤亦都护杀少监叛西辽。事成后遣使成吉思汗表示降服。不久，蔑儿乞残部脱脱诸子逃入畏兀儿境，巴而术派兵将之驱走，并遣使报告蒙古宫廷。2年，巴而术应召携贡物至漠北，成吉思汗使与诸皇子齿，列第五，并许嫁以皇女也立安敦。畏兀儿成为蒙古属部后，除了亦都护应岁时进贡珍宝方物、遣贵族弟子入质以外，成吉思汗还在畏兀儿的一些城市设置达鲁花赤，直接管辖。
十三世纪以前，蒙古人文化较为落后，畏兀儿知识分子遂成为他们的老师。成吉思汗曾命令诸皇子就学于畏兀儿学者哈剌亦哈赤北鲁。畏兀儿因很早就主动依附蒙古，所以有元一代，畏兀儿人的地位很高。
元定宗贵由死后，成吉思汗家族内部在确定皇位继承人问题上产生尖锐分歧。蒙古亲贵之间的这场皇位之争也延及畏兀儿贵族之中。失烈门等人派八剌必阇赤（balabitihi）与撒连地联络，引诱撒连地参加他们反对蒙哥即位的叛乱。撒连地等人的密谋被泄露出去。宪宗即位后下令处死撒连地，其弟斡根赤（ogeh，即玉古伦赤）受命承继亦都护之号。
蒙哥死后，拖雷家族内爆发阿里不哥与忽必烈争位的内讧。中统元年，河西阿里不哥之军战败后，于同年冬十月自沙州赴伊州（哈迷里），入畏兀儿境抵别失八里。哈剌不华军在北庭仅驻守三月，次年三月，又向西行至昌八里城。四月至仰吉八里西马纳思河，离畏兀儿境，沿马纳思河谷而下行一月，五月乃至贵由封地叶密里城。忽必烈于河西大败阿里不哥军后，很快亦踵哈剌不华之迹，将势力伸入畏兀儿地。
阿里不哥之乱平定后，朝廷对畏兀儿地的政治统治也渐渐恢复，至元三年，忽必烈命死去的的马木剌的斤之子火赤哈儿的斤为亦都护，统治畏兀儿地。阿里不哥之后，海都成为威胁朝廷在西北统治的主要势力。尽管元廷采取了许多措施，海都等叛王还是迅速把战火烧迸畏兀儿地区，火赤哈儿亦都护被迫放弃别失八里。此后亦都护家族的统治再也没有回到北庭，畏兀儿地区变成了元朝和西北叛王争夺的场所。
至元十二年（275）都哇及其弟卜思巴（即上文提到的不思麻）率大军进围火州，在此之前，他们击败了阿只吉、奥鲁只等统领的军队。都哇军围城六月，城中食且尽。亦都护不得已献出女儿也立亦黑迷失别吉，换取都哇退兵。战后火赤哈儿亦都护入朝，世祖妻以定宗女巴巴哈儿公主，又赐钞2万锭，并以火赤哈儿保卫火州城的事例教训诸皇子。由于别失八里已陷敌，火州城安全受到威胁，火赤哈儿只得再度东迁，移居哈迷里。不久西北叛王兵突至，猝不及防，火赤哈儿战死。
灭宋后，元廷腾出手来对付西北叛王，大批蒙古军、汉军、探马赤军进入西北。别失八里及其周邻地区又归入朝廷手中。自至元十七年开始，戍守别失八里的是都元帅綦公直。他在那里建立与太和岭相连接的驿站30个，并设置冶场，鼓铸农器，使军士屯田。就在元军事力量涌入畏兀儿境的同时，元廷开始在这里建立了直接统治，至元十五年，在畏兀儿地设立提刑按察司，次年又命畏兀界内计亩收税。至元十七年再于其地设交钞提举司，不久改畏兀儿断事官为北庭都护府。
就在元朝的军队一批一批进入畏兀儿地区，元廷不断加强对这里的统治的同时，海都等叛王的军队仍不断深入掳掠。至元十七年，禾忽之子秃古灭入掠火州城民，抢劫粮食。至元二十二年（285）元廷因总兵于西的诸王阿只吉失律，改由丞相伯颜代领其职。次年，海都袭来，至别失八里附近的洪水山，伯颜率元军迎战海都，结果失利，都元帅綦公直亦被俘。至元二十九年，别失八里一带发生混乱，忽必烈降旨命康里大将明安讨之，明安在别失八里附近对叛军的战斗中获胜。由于双方的军队在畏兀儿地区反复争夺，当地人民被迫两面进贡，生活极为困苦。
元灭宋后，大批元军涌入葱岭以东地区时，拜延八都鲁之子兀浑察从征斡端。至元二十六年，元廷罢斡端宣慰司元帅府后，兀浑察所部并未移驻内地，至元三十年（293），兀浑察死，其子袭职，被授以“曲先塔林左副元帅”，这应是统领曲先附近塔里木河流域驻军的武职。成宗朝初年，元廷仍控制着畏兀儿地区。不过，由于元朝放弃了斡端等今塔里木盆地西端和西南端的据点，畏兀儿地区除了在北方受到从阿力麻里和霍博、也迷里方向的威胁以外，在天山以南曲先以西方向也受到压力。为了增强对畏兀儿地区的防卫，元贞元年（295），元廷同时设立北庭都元帅府和曲先塔林都元帅府。然而此时元廷已无意恢复它昔日在畏兀儿地区的地位，故一面增强驻守屠寄认为此战发生于至元二十二年（285）。
当地