春秋戰國
公元前1000年，西周穆王姬滿派軍出洛陽、越太行，沿滹沱河北岸，大戰犬戎，後越勾注山西行。穆王自己也威風凜凜率隊西巡，曾由雁門關經廣武到達內蒙古。
《史記》載：趙襄子元年（前475），北登夏屋山，請代王赴宴，使廚人操銅鈄擊殺代王及從官，遂興兵平了代地。考其史事的發生地即在廣武，古稱勾注塞。《大同府誌》曰：勾注塞在朔州，趙襄子以其姊為代夫人，欲並代，約代王遇於勾注塞。
公元前333年，趙肅侯築長城（勾注山長城）。前307年，趙武靈王胡服騎射，至代北（今山陰）。
趙惠文王二年（前297）大破林胡、樓煩，辟地千裏，在勾注山北設置雁門、雲中、代諸郡，並沿勾注山之陰築長城。
趙孝成王元年（前265），趙國派大將李牧率兵駐守雁門郡，並修築長城，“習騎射，謹烽火，多間諜”，以抵禦匈奴。《史記》記載，李牧曾用“驕兵之計”，精選兵馬，巧設奇陣，誘敵深入，於雁門關外，一舉殲滅匈奴騎兵十餘萬，擊破東胡，降服林胡，迫使匈奴單於遠遁漠北，十幾年不敢侵擾趙國。
春秋戰國時期，嚴狁、樓煩、匈奴等少數民族不惜長途跋涉，翻山越嶺，通過雁門關進入內地，與漢族通婚通商結盟。
秦
秦王嬴政元年（前246），秦將王翦置雁門郡。
秦始皇派遣大將蒙恬率兵數十萬，從雁門出塞，“北擊胡，悉收河南之地（今河套地區）”。且“墜城郭，決通川防，夷去險阻”，自己年年巡視全國各地。其中從都城鹹陽經太原、雁門關、過廣武，出殺虎口的道路是交通線之一。巡視北國時，看到勾注塞（廣武）山高風險，命大臣蒙恬不惜重金營造連貫陰山至代郡的趙長城。晚年兩次巡視今山西地區，巡視趙地。最後入山西境時病死路上，屍體經太原過雁門關入廣武之地，“魂巡”雁門郡。
西漢
漢高帝六年（前201），為了防禦匈奴，上派韓王信坐鎮北方，遷都馬邑。後，韓王信公開叛漢，投降匈奴，獻上馬邑，並引匈奴大軍經廣武越過勾注山，直撲晉陽城下。
漢高帝七年（前200）秋，劉邦自將擊韓王信於銅鞮（春秋地名，今山西沁縣有故城），斬其將，信亡走匈奴，共距漢。匈奴使右賢王將萬餘騎，與王黃等屯廣武以南，至晉陽。時劉邦北伐匈奴，從晉陽連戰，乘勝逐北至樓煩。因急於取勝，劉邦動用32萬士卒向北追擊匈奴，越過勾注山，直抵廣武營。使者劉敬諫阻，認為匈奴“伏奇兵以爭利”，“不可擊也”，被劉邦“械係廣武獄中”。劉邦剛追匈奴至平城，埋伏已久的40萬匈奴精銳騎兵，就在平城北白登山把劉邦圍得水泄不通，長達七天之久。危急情勢下，劉邦采用陳平密計，使匈奴“開起其一角”，始得突圍。解脫“白登之圍”的高祖，返回廣武放出獄中劉敬，曰：“吾不用公言，以困平城……”乃封敬二千戶，為關內侯。從此，劉邦用和親政策與匈奴共定和約，互不侵犯。
西漢殷憲《過廣武懷婁敬》（婁敬即劉敬）有詩：
雁門關上廣武營，高祖擊胡曾聚兵。
襲遠天寒兵氣老，步疑旗偃角聲凝。
苦心費解囚直士，秘計難宣辱漢庭。
堪笑後來趨附客，不言婁敬說陳平。
漢高祖十一年（前196），周勃逾勾注，攻馬邑不下。
文帝六年（前158）冬，匈奴三萬騎入上郡，三萬騎入雲中，漢以中大夫令免為車騎將軍屯飛狐。故楚相蘇意為將軍，屯勾注備胡，其勾注即今廣武，亦曰勾注塞。
漢景帝二年（前142），匈奴率軍十萬進攻雁門郡。太守老將馮敬鎮守雁門關。正值派副將率軍出征，城中隻留少數將士，老將軍身先士卒，英勇破敵，無奈寡不敵眾，壯烈獻身。
漢武帝元光元年（前134）十一月，衛尉李廣為驍騎將軍，屯雲中，中尉程不識為車騎將軍，屯雁門。
元光二年（前133），漢武帝采用雁門郡馬邑富豪聶壹的計謀，即聶壹詐降，誘引匈奴攻取馬邑城，西漢30餘萬大軍經雁門關、越廣武、埋伏在馬邑附近的山穀中，準備一舉消滅匈奴主力。匈奴單於以10萬騎兵入塞，中途發覺有詐，急速返回草原。此即曆史上有名的“馬邑之謀”。王恢有詩《馬邑誘敵吟》：
匈漢和親兮匈違約，幾經南犯兮塞民慌；
王恢奏徹兮以武懲，使壹諜匈兮取馬邑。
恢國賀廣三十萬匿邑穀，君臣十萬兮過武州；
察曠野牛羊兮奇乎悟，君臣大驚兮速歸漠。
徹恢謀未成兮匈漢逆，連年戰爭兮民不安。
元光六年（前129），匈奴入寇。帝遣衛青出上穀，公孫敖出代，公孫賀出雲中，李廣出雁門，各萬餘騎擊匈奴，匈奴兵多，破敗廣軍，生得廣，廣佯死，乘胡不備奪馬而逃回，以故得脫。
漢武帝元朔元年（前128）秋，匈奴入雁門，殺三千人，衛青出雁門，李息出代，斬獲數千人。
漢後元三年（前123），大將軍衛青領公孫傲、公孫賀、趙信、蘇健、李廣、李沮六將軍，率10萬騎兵，過勾注山，北擊匈奴。
漢元帝時，呼韓邪單於表示願意做漢朝的女婿，助漢守邊。宮女王昭君（王嬙）美麗又有見識，自願嫁給呼韓邪單於，出塞“和親”。竟寧元年（前33年）二月，昭君北上出塞，元帝重賞後親自送出長安，昭君肩負漢匈和親重任，別長安，出潼關，渡黃河，過雁門，經廣武北上，此處又成為“和親通道”。從此以後，這一帶出現了“遙城晏閉，牛馬布野，三世無犬吠之警，黎庶無幹戈之役。”董必武曾詩：“昭君自有千秋在，胡漢和親識見高。詞客各抒胸臆懣，舞文弄墨總徒勞。”朔州地方小戲“耍孩兒”，傳說是昭君出塞和親，出了雁門關，看到眼前一片荒涼，倍加思念家鄉，因而哀痛欲絕，泣不成聲，直到嗓音嘶啞，還是哽咽不止。後人為紀念王昭君，仿照她的悲切哭聲，編成哀婉歌詞，輾轉流傳，形成一劇種。
西漢時，廣武（也可能是代縣西南之古城）曾有一著名人物曰王霸。《後漢書》載：王霸字儒仲，太原廣武（西漢時廣武曾屬太原郡）人，少有清節。及王莽篡位，棄冠帶，絕交宦。建武中，征到尚書，拜稱名，不稱臣。有司問其故，霸曰“天子有所不臣，諸侯有所不友……”以病歸，隱居守誌，茅屋蓬戶，以壽終。開篇陸應穀《廣武作》提及王霸即此人。
清朝張友桐《王霸故裏》詩雲：
廣武城已廢，儒仲宅猶存。
地與人俱古，人高地益尊。
莫將明主意，輕易老妻言。
異世傳清節，恐難與俗論。
東漢
光武帝建武五年（29），盧芳自稱漢後，投靠匈奴。十二月在九原郡稱天子，掠有五原、朔方、雲中、定襄、雁門五郡。
建武九年（33）正月，光武帝徙雁門吏人於太原，時雁門郡治已由善無移治於陰館。
建武十五年（39）二月，光武帝徙雁門、代郡、上穀三郡民，置常山關、居庸關以東，時廣武屬雁門郡，民亦東徙之。
光武帝二十六年（50），北邊匈奴平，於是，雲中、五原、朔方、北地、定襄、雁門、上穀代郡等八郡之民歸於本土，時廣武之民亦歸本土。
建武二十七年（51），太尉趙熹典邊事，請複置緣邊、雁門諸郡。雁門郡治由善無遷治陰館。
東漢延光元年（122），鮮卑進攻雁門、定襄。
孝靈帝熹平六年（177）八月，漢使中郎將臧旻與南單於出雁門，經廣武伐鮮卑，大敗而還，時雁門郡治在陰館城。
據考證，在漢初的年代裏，有過三個廣武。一是楚漢相爭時期出現過的滎陽之廣武。《漢書》載“漢王引兵渡河，複取成皋，軍廣武，就食熬倉”，又曰：“漢軍方圍鍾離昧於滎陽東，聞羽至，盡走險阻，羽亦軍廣武，與漢相守……漢王與羽臨廣武之澗而語。”這是我國曆史上出現的第一個廣武。河南滎陽東北處，有汴水自三寶山流出，隔澗各有城塹，名東西廣武城。秦末楚漢兩軍隔廣武澗而陣，劉邦、項羽臨廣武澗而語，故東廣武名楚王城，西廣武名漢王城。《通鑒》載：“唐武德四年（621）五月，秦王李世民北濟河南，臨廣武，察敵形勢，因留馬千餘匹，牧於河渚以誘之，又還武牢。”亦即滎陽之廣武也。山陰之廣武為漢初曆史上第二個廣武，上述“匈奴使右賢王將萬餘騎，與王黃等屯廣武以南，至晉陽”即此，另一個則是永登之廣武。《漢書》載：“文帝中年，赫然憤發，親禦案馬，從六郡良家材力之大，馳射上林，講習戰陣，聚天下精兵於廣武。”這是漢初出現的第三個廣武。考，此為今甘肅永登縣之廣武，漢初屬金城，晉分置廣武郡。《通鑒》曰：“唐代宗廣德元年（763）吐蕃敗走，廣武王承宏逃匿草野，上赦不保……”這個廣武王的封地，即甘肅之永登廣武。漢王朝多次“軍廣武”，因此廣武對漢朝來說，不僅具有曆史意義，也有紀念意義。
魏文帝黃初元年（220），雁門郡治由陰館移治廣武，初築二關，東曰“東陘”，西曰“西陘”。
魏晉
三國時魏晉雁門太守牽招，守雁門十二年，修治加固勾注陘北廣武等城，置屯戍以鎮撫內外。太和二年（228），鮮卑首領軻比能圍攻馬邑城，牽招整赦兵馬，屢破敵軍，威鎮邊塞，四方歸心，雁門郡境平和，受到民眾愛戴。此後，為了徹底擊敗軻比能，他屯兵廣武，率領軍士墾田儲糧，準備征討，結果病死此地，當地百姓十分追念。
三國魏青龍三年（235），鮮卑內訌，並州刺史畢軌請求出兵，魏明帝下詔：“隻宜守雁門，不可越勾注。”詔到，畢軍已出，結果被軻比能擊敗，退守雁門。
晉懷帝永嘉四年（310），白部大人叛入西河，鐵弗劉虎舉眾於雁門以應之。攻新興（忻州）、雁門二郡。並州刺史劉琨率拓跋猗盧兵擊之，大破白部，攻劉虎，屠其營落。劉琨上表，晉封猗盧為大單於代公。猗盧以封邑去邦懸遠，乃率部落萬餘，自雲中入雁門，從琨求陘北之地，琨乃徙樓煩、馬邑、陰館、繁峙、崞縣民於陘南，以陘北地與之。
東晉鹹和二年（327），趙王石勒派石虎率騎兵五千攻代國，代王紇那在勾注、陘北抵抗，兵敗後逃回。
前秦建元十二年（376），前秦滅代，將代一分為二。黃河以西朔方一帶歸劉衛辰，黃河以東雲中、雁門一帶歸獨孤部劉庫仁，秦王苻堅將幼年拓跋珪留在劉庫仁處。《通鑒紀事本末》載曰：“劉庫仁招撫離散，恩信甚著，奉事拓跋珪，恩勤周備……秦王苻堅嚐其功，加廣武將軍。”此亦即山陰廣武。
由於少數民族遊牧經濟的單一性、遊動性、脆弱性，使其對中原地區產生了無比的向心力，這種經濟上的要求，是少數民族與中原漢族之間相互鬥爭、相互撞擊、相互滲透與融合的決定性因素。西漢時，山西與羅馬帝國相互問聞，經“絲綢之路”往來貿易。東漢時，“鮮卑隔在漠北，犬羊為群，無君長之帥，廬落之居；而天性貪暴，不拘信義，數犯障塞，且無寧歲，唯至互市，乃來縻服”。三國曹魏時，“鮮卑酋長曾至魏，並求通市，曹操表之為王，鮮卑人嚐詣並州互市”。這一時期，中原商人常與邊塞外的羌人、匈奴人貿易。