西夏时，今金塔县境西部隶属镇夷郡，东部隶属番禾郡。

　　宋仁宗天圣六年(公元1028年)，党项族首领赵元昊打败回鹘，乘胜占据甘州和凉州，景佑三年(公元1036年)攻取肃州，相继占领瓜州和沙州。宝元元年(公元1038年)，赵元昊打败回鹘，正式称帝，号大夏，史称西夏，今金塔县境属西夏国。

　　西夏政权最强盛时辖22州，在甘肃河西设西凉(武威)、宣化(张掖)二府和镇夷(甘州)、番禾(永昌)二郡，实行区域性统治。西夏统治190多年，今金塔县地域分属镇夷郡和番禾郡，统归黑水镇燕军司管理。黑水镇燕军司驻今金塔县航天镇境内。西夏政权的建立，促进了各民族融合，推动了当地文化、教育、农牧业、手工业和商业发展。

　　肃州路甘州路

　　南宋理宗宝庆二年(公元1226年)，成吉思汗率蒙古军主力由北路进入西夏境内，经居延沿黑河占领黑水城、毛目城(今金塔县境东部)后，接着又进攻河西走廊腹地的肃州城。宝庆三年(公元1227年)，蒙古军队占据肃州(辖今金塔县境)，结束了西夏政权190多年的统治。

　　南宋度宗咸淳七年(公元1271年)十一月，忽必烈正式建国号大元。当时的甘州(辖今金塔县东部)、肃州(辖今金塔县西部)成为元朝统辖区域。之后，元朝在河西先后改设和增设甘州、肃州、沙州、永昌等路。今金塔县境东部属甘州路，西部属肃州路。

　　元朝初期，蒙古族居民开始重视农业生产，大规模兴办水利，开垦荒田。元世祖至元十七年(公元1280年)开始，元朝动员民众在今金塔县“东沙窝”一带屯田。元朝把“酒泉北境”的肃州路、甘州路边塞要地(今金塔县)视作保障河西的军事重地。

　　元顺帝至正十五年(公元1355年)，筑毛目城、天仓堡、平朔城(双城)和威虏城，驻军防守，并派重兵驻守于孤红山、狼心山一线。元朝统一后，分封宗室为“王”，宗室王有独立的司法权，并拥有相当多的兵力和奴隶。北方蒙古各王、大将进驻河西主要城镇和农牧地，今金塔县境西部的王子庄为其驻地。