历经三国、东晋的泾州古城外城遗址现状，图为外城彩门城城墙、城壕局部。张怀群摄
魏太和二年（公元228年）正月，蜀国丞相诸葛亮带兵攻打岐山，曹魏朝野恐慌不已，天水、南安、安定三郡叛魏归蜀。同月，魏军攻蜀，收复三郡。
东晋咸和四年（公元329年）八月，安定郡降于十六国之一的后赵国，后赵建都在河北邢台，首任帝石勒。
永和七年（公元351年）正月，十六国之一的前秦国帝苻健建大秦国，并在长安称帝，随即攻取安定郡。
升平四年（公元360年）正月，苻健侄子苻坚帝置安定为雍州治所，封苻双为赵公，镇守安定。
太和二年（公元367年）十月，前秦雍州刺史燕公苻武在安定谋反。第二年，被前秦将领王鉴、吕光击败，长乐公苻丕继任为雍州刺史。
太元十年（公元385年）正月，十六国之一的后秦首任帝姚苌（cháng）率兵攻打安定，擒获了前秦渤海公苻珍。七月姚苌从安定移师新平。次年正月，姚苌返回安定。四月，姚苌又从安定兴师伐前秦扶风王苻麟，随后，姚苌即皇帝位于长安，史称后秦。六月，姚苌将安定5000户居民迁往长安。八月，姚苌从安定率兵与其弟姚硕德会师于冀城，联合攻打前秦秦州（今天水）刺史王统。王统降后，姚苌返回安定。九月，前秦帝苻登攻秦州，姚苌自安定前往救援，兵败受伤，逃至上邽（guī，今天水）。
太元十二年（公元387年）正月，姚苌将秦州民众3万户迁徙到安定。
太元十三年（公元388年）十月，姚苌返回安定。苻登率兵包围了姚苌的大营，并让士兵四面大哭，企图以心理战术瓦解姚军的斗志，姚苌命营中士兵也嚎啕大哭，声震霄汉，苻登见势不敌无奈退走。
太元十四年（公元389年）三月，苻登攻克平凉后，据苟头原（今泾川西北）进逼安定。诸将劝姚苌与其决战，姚苌欲以智谋取胜，于是留尚书令姚旻（mín）守安定，自率3万轻骑乘夜再袭前秦辎重地，大胜。姚苌见安定地势狭隘，且离苻登很近，出于战略上的考虑，就让姚硕德镇守安定，将安定千余户迁往阴密（今灵台一带），派其弟征南将军姚靖前往镇守。
太元十六年（公元391年）十二月，姚苌在安定城东打败苻登。
太元十八年（公元393年）十月，姚苌因病从安定返长安，十二月去世，太子姚兴任第二任帝，命姚绪镇守安定。
太元十九年（公元394年）五月，姚兴即皇帝位于槐里（陕西兴平），后经安定去泾阳，与苻登交战并将其斩杀。
义熙七年（公元411年）正月，姚兴将岭北各郡都划归雍州刺史，辖安定。十六国之一的夏国王赫连勃勃从南攻安定，在青石北塬（今泾川西北）击败后秦尚书杨佛嵩，俘虏军士4.5万人。
义熙八年（公元412年）十月，姚兴派雍州刺史杨佛嵩率军攻赫连勃勃，杨被俘自杀。
义熙十二年（公元416年）七月，赫连勃勃攻占阴密，征北将军姚恢从安定逃回长安，无奈之中安定人胡俨等率户5万投降于赫连勃勃。赫连勃勃派镇东将军羊苟儿和鲜卑士卒5000人镇守安定，后来赫连勃勃败于眉城（今陕西眉县）退回安定，胡俨紧闭城门，并杀死了羊苟儿和鲜卑守军，安定重新降于后秦。后秦将领姚绍进击赫连勃勃，在马鞍坂（今王村中原）大败赫连勃勃。
义熙十三年（公元417年）正月，后秦姚恢率安定守军3.8万去长安欲谋作乱，后兵败。九月，东晋将领刘裕剿杀姚泓，后秦灭亡。赫连勃勃则乘虚而入，重新占领了安定。
