后凉统治末期的397年，张掖卢水胡人沮渠蒙逊因伯父被吕光杀害怒而反叛，他推举后凉的建康太守段业为凉州牧，改元神玺，建立了北凉，占据了河西走廊的西段。当时的晋昌太守王德、敦煌太守孟敏先后投靠了段业，段业除继续留用孟敏，并授他沙州刺史的虚衔外，还于398年任命敦煌望族李暠为效谷县令。
　　李暠据说是西汉将军李广的后代，从李广始李家定居河西，世代为官，在当地声望很高。李暠本人也很有才干，擅长理政用人，深得吏民爱戴，敦煌太守孟敏故世以后，敦煌地区的豪族大姓立即推举他为宁朔将军、敦煌太守，而段业派来接替孟敏职位的新太守却被驱逐回去了。段业无奈，只得重新任用李暠，使他得以在敦煌名正言顺地积蓄力量。
　　此时北凉内部段业和沮渠蒙逊的矛盾已经尖锐起来。沮渠蒙逊的先祖曾任匈奴左沮渠，后世便以官为姓。拥段业立国后，沮渠蒙逊被任命为张掖太守，后又封为临池侯，他工于心计，擅长弄权，终于设计杀掉了段业，于401年自称大都督、大将军、凉州牧、张掖公，改年号为永安，北凉转为沮渠氏所有。
　　在北凉最高统治层忙于争斗的过程中，河西地区一片混乱，李暠的羽翼却丰满起来，敦煌世族公推他为护羌校尉、领秦凉二州牧、凉公，于400年正式脱离北凉，改元庚子，建制于敦煌，史称西凉。有史以来，敦煌第一次成为一个国都。
　　李暠是在敦煌地方势力的支持下建国的，所以对当地士人特别重视，西凉政权的大小官职基本都为他们所把持。敦煌又是西凉政权的发源地和建国初期的国都，在地方建设上也很受重视。仅举敦煌城及其辅助设施的建设为例，西凉在敦煌城南门外修筑了靖恭堂、谦德堂、嘉纳堂，并仿照中原的“明堂”，于其内图赞人物，在城外还修补了敦煌旧塞、土河，又在南边的子(紫)亭山上筑城，以抵御周边少数民族的侵扰。这些措施为敦煌和平稳定发展提供了保障，也极大改善了敦煌的城市建设。
　　西凉立国之初仅领有玉门以西地区，以敦煌为国都完全可以实施有效统治。但庚子二年(401年)以后，因北凉大乱，原属北凉的酒泉、凉宁二郡投降了李暠，西凉的国土向东扩展到了张掖弱水附近，国都的位置就显得太靠西了，难于管理东部领地和继续向东发展。405年，李暠决定迁都酒泉，任宋繇为敦煌护军，与其子敦煌太守李让一同镇守敦煌，继续保卫、经理这一地区。但就在这次迁都时，李暠将前秦时从江汉、中州移入，和后凉时自武威、张掖以东西奔而来的大部分移民又东迁到了新都所在的酒泉，这次强行迁徙的移民超过了23000户，对敦煌的影响不小。
　　西凉可以真正统辖的区域最大时北起西海郡，南达祁连山，东迄酒泉郡，西抵高昌郡，只相当于今天甘肃省的酒泉、玉门、安西、敦煌数县市及新疆东部的一小块，狭长如带，又与沙碛相连，除敦煌地区以外，百姓稀少，土地瘠薄，自然条件确实不是很好。当时在西凉附近并存的却是两个强国：北凉雄踞于河西中部，南凉称霸于走廊东南，都拥有强大的军事力量，严重威胁着西凉。在这种形势下西凉政权能够存在20年，并在西北各割据政权中拥有较大影响，始终保持先进水平，这一方面是因为执国的李氏是汉人，颇具号召力，另一方面也与李暠所采取的一系列正确措施有关。
　　首先，李暠十分重视汉族人民尊奉晋室的心理，于建初元年(405年)先后两次派人赴建康，向东晋朝廷奉表称臣，从而赢得了河西及周边汉人的支持。
　　在处理与附近邻国的关系上，李暠采用远交近攻的策略，交好南凉，对强大的北凉则仿效前凉张氏应付强邻的办法，和战相济，为境内的发展赢得了稳定的外部环境。
　　在内政方面，李暠也能施行积极有效的措施，重用贤才，曾按照汉魏选拔官吏的方法，实行察举制。大量的清官良吏保障了李暠治国方略的贯彻，西凉的各级官员都能注意发展辖区内的农业生产，鼓励百姓耕植，使后凉留下的千疮百孔的局面很快得以改观。
　　李暠出身于文化水平很高的汉人家庭，这样的文化素养决定了他当政后非常重视发展文教事业。早在立国之初，他就积极在敦煌创办学校，这是敦煌地区兴办官学的最早记录，对整个敦煌地区文化水平的提高做出了巨大贡献。李暠还极其尊重儒士，为他们招徒授学、著书立说创造条件，造就了许多著名学者。
　　在李暠统治的近20年中，西凉，特别是敦煌地区政治安定，经济发达，文化繁荣，深受周边国家敬重。
　　建初十三年李暠去世，临死前他还谆谆告诫子孙要为政宽简，重视敦煌。李歆继位之初尚能恪守父训，将敦煌西凉的繁荣又延续了一段时间，在与北凉的战争中还曾取胜。但是不久李歆就骄傲起来，不听劝诫，大建宫室，使国力匮乏，又盲目地要与北凉争斗，终于在嘉兴四年(420年)中计败北，自己也送了性命。
　　李歆败亡后，其弟酒泉太守李翻弃城西逃，到了其父起家的地方敦煌，敦煌便成了西凉政权的最后一个据点。但沮渠蒙逊很快就把握住了酒泉的局面，并进而发兵西攻敦煌。李翻与其弟敦煌太守李恂(洵)等只得撤出敦煌，逃往北山，北凉遂派索元绪出任敦煌太守。索元绪到任后暴戾专杀，大失民心，敦煌民众十分怀念西凉李氏，望族大姓书信札密招李恂。李恂乃于九月率数十骑人马返回敦煌，逼走索元绪，自立为冠军将军、凉州刺史，改元永建。不久沮渠蒙逊又派军将攻打敦煌，李恂闭门不战，西凉李暠时建筑的敦煌城垣十分坚固，北凉士兵只能望城兴叹。到421年二月，沮渠蒙逊不得不亲自统率两万兵丁前来攻城，令兵士从三面筑堤堵水灌城。此时西凉的武卫将军张弘、敦煌长史宋承义等打开城门投降北凉，李恂战败自杀，李歆子重耳南奔刘宋，李翻子李宝被押送到姑臧，西凉最终灭亡。