今乌拉特后旗地区，秦朝时，阳山（今狼山）、赵长城南属九原郡辖临河县（治所在今临河县北境）管辖地，阳山、赵长城以北为匈奴政权统辖地。西汉时，今旗境狼山以南属朔方郡临河县管辖地，狼山以北及西北部为匈奴草原游牧政权统辖地。东汉时，今旗境狼山以南属朔方郡沃野县辖区，山北及西北部属鲜卑游牧政权统辖区。三国、西晋时期，今旗境基本上属拓跋鲜卑政权统治区。

东晋十六国时期，后赵石勒九年（327），今旗境中部以南地属羯族后赵朔方郡管辖，中部以北属拓跋鲜卑代政权统辖区；前秦建元二年（366），今旗境中部以南地属氐族前秦朔方郡管辖，中部以北及西北地属代辖区（后曾全境属前秦管辖）；后秦皇初二年（395），今旗境中部以南地属羌族后秦朔方郡管辖，中部以北及西北地属魏政权统治区；夏龙昇三年（409），今旗境中部以南地属匈奴赫连勃勃夏统治区，中部以北及西北地属魏统治区。北魏时，沃野镇镇戌今旗境；西魏时，今旗大部地属沃野镇镇戍；北周时，今旗大部地属永丰镇管辖。