Nhà Hán từng đặt ra Tây Vực đô hộ phủ, nhưng không bố trí lâu dài. Đến nhà Đường, đô hộ phủ trở thành cơ quan chính thức. Đã có 6 đô hộ phủ, gồm:

• An Tây đô hộ phủ: được lập ra vào năm 640 tại Cao Xương (Thổ Lỗ Phan) để cai quản khu vực phía nam dãy núi Thiên Sơn là con đường tơ lụa phía nam (Thiên Sơn nam lộ), phòng bị Đột Quyết và Thổ Phồn. Năm 648 chuyển tới Quy Tư. Năm 790 bị người Thổ Phồn đánh chiếm.
• An Đông đô hộ phủ: được lập ra vào năm 668 để cai trị Cao Câu Ly và Bách Tế.
• An Bắc đô hộ phủ: được lập ra vào năm 647 để phòng bị các thế lực từ vùng Ngoại Mông Cổ.
• An Nam đô hộ phủ: được lập ra vào năm 679 để cai trị Giao Châu và phòng bị các thế lực từ phía Nam. Tiền thân là Giao Châu đại tổng quản phủ, lập năm 622. Các năm 860, 863 bị Nam Chiếu chiếm đóng.
• Bắc Đình đô hộ phủ: được lập ra vào năm 702 tại Đình Châu để phòng bị khu vực Tân Cương ngày nay (Thiên Sơn bắc lộ). Năm 790 bị người Thổ Phồn đánh chiếm.
• Thiền Vu đô hộ phủ (單于都護府): được lập ra vào năm 650 sau khi bình định được thế lực Đột Quyết, cai quản khu vực Nội Mông Cổ ngày nay, năm 663 đổi thành Vân Trung đô hộ phủ, năm 664 đổi lại tên cũ.