以后在沿边都护府和原来的行政监察区“道”的基础上，将沿边的“道”组编为军区，设置“节度使”，作为皇帝的代表，执掌军政全权。北方设置8个节度使：原来的安西都护改为安西节度使，仍统4镇，常备军约2.5万人；北庭都护改为北庭节度使，统天山北路，2万人；河西节度使，设在凉州（今甘肃武威），防御河西走廊，隔断吐蕃和突厥，下辖8军、3守捉，有7.3万人；陇右节度使，设在鄯州（今青海乐都），防御吐蕃，下辖10军，7.5万人；朔方节度使，设在灵州（今宁夏灵武），下辖原来安北、单于2都护和3军、3城、3州，有6.47万人；河东节度使与朔方节度使并列，防备正北方向，设在太原，有5.5万人；范阳节度使，设在幽州（今北京），防御燕山山脉正北方向，下辖9军、9州，有9.14万人；平卢节度使，设在营州（今辽宁朝阳），下辖2军，以及原来的安东都护府，有3.75万人。西南地区设剑南节度使，防御吐蕃，有6军13州，3万多军队。

由于府兵制瓦解，为解决兵源，允许节度使就地征募组军。原来的都护出镇挂帅，回朝执政，到此时节度使大多为少数民族将领，长期任职。职业将领率领职业士兵，仅北方边防军就已超过了40万人，实力大于朝廷中央军集群。导致后来“安史之乱”的发生。

唐末藩镇之祸给宋朝统治者留下了太深的印象。因此北宋无所谓边防军，一律由中央派遣禁军轮流到边防镇守，而且为防止武将擅权，改派文臣挂经略使之类的头衔担任总指挥，武将不得掌握全局。北宋已丧失燕山山脉屏障，北方边界无险可守，只能以野战军机动防御，但这样的体制下，军队部署和调遣难以实现机动灵活，在面对辽、西夏的骑兵机动部队时，处处被动，处处挨打。

有的少数民族皇朝在入主中原后也遇到需要在北方边境布防的问题。比如女真族建立的金朝在入主中原几十年后，北方蒙古势力兴起，金朝被迫组建向北、向南两大战略方向的边防军，1161年后分别在泰州（今吉林乾安）、恒州（今内蒙正蓝旗）、丰州（今内蒙呼和浩特东）设置“招讨使”，统辖北部边境线上的军民。组建的边防军绝大多数是被金朝降伏的各部族军，甚至东北招讨使还有奴隶组成的“驱军”。

明朝建国后长期与蒙古各部落处在战争状态，经徐达等几次征战，北方边防线稳定于燕山北麓至阴山南麓，沿线从东往西设置军事据点，其中最重要的是辽阳卫、大宁卫（今辽宁宁城西）、开平卫（今内蒙多伦北）、大同卫、东胜卫（内蒙托克托）。这些据点一般有左、右两卫兵力，是防线上的核心据点。明初还曾企图以藩王镇守边境，北方自东而西封有宁王（即原大宁卫）、燕王（北平，今北京）、谷王（宣府，今河北宣化）、代王（大同）、晋王（太原）、秦王（西安）、庆王（宁夏，今银川）、肃王（甘州，今甘肃张掖）8位藩王，都配备了3卫军队为王府护卫，而且还有指挥驻军的兵权。其中燕王朱棣军事实力最强，北平一带部署有16个卫的兵力，而且还因在1390年征伐蒙古的战争中获得胜利，得以将超过万名投降的蒙古骑兵编入自己的军队。成为后来发动“靖难之役”的资本。