太祖庙于西京。金大定五年1165在西京营建宫室，有保安殿、御容殿及西京宫苑。并设阁门使，掌管礼仪祭奠。还设有西京宫苑使。辽金时陪都西京再度兴盛于北方，成为中原与北方少数民族交往的中转站，联系各民族的纽带，大同再度辉煌。
元初大同仍称西京。太祖七年1212置警巡院。至元二年1265省云中县入大同。元划为省、路、府州县四级制，至元二十五年1288改西京道大同府为大同路，隶属中书省河东山西道宣慰使司，管辖一领事八州。一领事是录事司，设在大同。属县有大同、白登、宣宁、平地、怀仁五县。八州为弘、浑源、应、朔、武、丰、东胜、云内。上都路管辖今大同和河北部分地区。顺宁府治所蔚州，领灵仙、飞狐、定安、灵丘，广灵。元改天城为天城县，隶属宣德府。后隶属兴和路。大德四年1300在西京黄花岭立屯田。六年1302立万户府。
明洪武二年1369左副将军常遇春攻取大同。明行政区划为省、府、州、县四级制，洪武七年1374改大同路为大同府，隶属山西行中书省。九年1376改为承宣布政使司。大同府治大同县，辖浑源、应、朔、蔚四州，大同、怀仁、马邑、山阴、广灵、灵丘、广昌七县。宣宁县并入大同县。明