河西回鹘中主要的一支为甘州回鹘。到北宋初年，整个河西回鹘的势力，除甘、沙二州外，还分布到凉(今甘肃武威)、肃(今甘肃酒泉)、秦(今甘肃天水)三州以及贺兰山(时在西夏境内)、合罗川(今额济纳河，时在西夏境内)等地。到明朝，这一部分人称为撒里畏吾尔(黄头回鹘)，一般即认为是今甘南裕固族的先民。

　　唐会昌年间迁居河西的回鹘，初附于吐蕃。但吐蕃随即衰微。河西本是蕃汉杂居地区，回鹘乘吐蕃衰落之机，扩散其族帐，驻牧地于秦(今天水，入居秦川者内属，谓之熟户)、凉(今武威)、甘(今张掖)、肃(今酒泉)、瓜(今安西)、沙(今敦煌)等州与贺兰山乃至伊吾以西纳职等地，并不时与吐蕃余部嗢末、吐谷浑、龙家等民族及沙州归义军张氏政权发生冲突。冲突互有胜负，回鹘随之进退无常，时遁时返。

　　公元九世纪的六十～八十年代，活动在甘州绿洲的回鹘逐渐结集力量，形成河西回鹘的势力中心。唐朝以来住在河西的某些突厥系部落，如甘州南境的朱耶氏遗族鹿角山沙陀，大约即在这一时期与回鹘合流。公元九世纪九十年代，当沙州归义军张氏政权由于内讧而无暇他顾之际，甘州回鹘建立了汗国。

关于甘州回鹘可汗的建立者，学界有两说，一些学者根据某些史文记载而认为是庞特勤率领的先进入焉耆、吐鲁番而后转向东来的部众所建立，从而认为庞特勤不仅是天山地区回鹘汗国的建立者，而且也是甘州回鹘汗国的第一位可汗。另一些学者认为甘州回鹘系直接从漠北高原穿越戈壁而来河西，庞特勤根本没有，也无可能东来甘州。这个问题也由于资料不全，记载抵牾，而难于详考。

　　五代时期，甘州回鹘可汗有仁美(英义可汗，当是《辽史》中的乌母主可汗)、仁裕(顺化、奉化可汗)等。

　　宋朝时期，甘州回鹘可汗的名字多带“夜落纥”、“夜落隔”字样，这极可能是漠北回鹘汗国统治氏族药逻葛的同音异译。宋太祖赵匡胤建隆二年(公元961年)以来，甘州回鹘汗国频频通使宋朝，并沿袭唐朝漠北回鹘汗国传统，自称外甥，尊宋主为阿舅。宋朝酬赠可汗及可汗之母(母公主)颇为丰厚。双方的亲密往来，明显地具有政治意义，旨在相约共同对付势力日益强大的西夏。甘州回鹘控制着东西交通的孔道、转贩贸易的枢纽──河西走廓，这一地理位置有时使之在影响宋、辽、西夏的斗争大局上起一定的作用。

　　宋真宗赵恒咸平六年(公元1003年)冬，夏州政权攻西番，取西凉府，但被住在西凉府大谷的者龙族(咱隆族)、乞当族、督六族等所谓六谷蕃部击败，夏州首领李继迁中流矢死。甘州回鹘参预战事，从而与西夏结仇。

　　宋大中祥符元年(公元1008年)，夏州万子等领兵趋回鹘，回鹘设伏挫败之。宋大中祥符二年(公元1009年)后，甘州乘夏州政权再取凉州不利之机，而在短期内占领了凉州。

   宋仁宗赵祯天圣六年(公元1028年)，在辽圣宗耶律·隆绪遣军三次远征甘州回鹘(公元1008、1010、1026年)之后，甘州为西夏所陷，李元昊即因此役有功，而得立为西夏皇太子。回鹘余众部分迁居瓜、沙州，部分南奔宗哥族首领唃厮罗。甘州回鹘汗国存在一百三十余年而亡。