战国时期，燕昭王十二年（公元前300年），燕将秦开率军北征击败东胡，燕置上谷、渔阳、右北平、辽西、辽东5郡。赤峰以南属右北平郡。

汉元狩四年（公元前119年），在上谷郡（今河北省怀柔东南）置护乌桓校尉监领乌桓。时右北平乌桓大人乌延，曾在赤峰地区建牙帐。

曹魏初年（220），分东西部鲜卑，赤峰为东部宇文鲜卑占据，其部落首领曾在紫蒙川建牙帐。

东晋建元二年（344），赤峰地区南部属前燕昌黎郡；北部为库莫奚、契丹部游牧地。隋唐时期在赤峰建有饶乐都督府和松漠都督府。

辽朝，今赤峰地区属上京临潢府和中京大定府。辽在华北和东北地区设上京、中京、东京、西京和南京5道，其中上京道和中京道治所均在今赤峰境内。金朝，地方行政区域设置为路、府、州、县。今赤峰市全境属北京路。

元朝，今赤峰市属中书省的上都路、辽阳行省的大宁路和弘吉剌氏私城以家奴为总管的全宁路和应昌路。

明朝，今赤峰地区的设置以永乐初年为线，分两个时期。前期属大宁都司，后期属奴儿干都司以及兀良哈三卫中的朵颜卫。大宁都司即大宁都指挥使司，置于洪武二十年（1387），次年改为北平行都司，下辖20余卫所，大宁卫、新城卫，所辖区域大体为今赤峰南部地区；全宁卫、应昌卫，所辖区域大体为今赤峰北部地区。天顺元年（1457）以后，赤峰属兀良哈三卫中的朵颜卫管辖。

清朝，今赤峰市大部属昭乌达盟，部分属卓索图盟。崇德四年（1639），敖汉、奈曼、翁牛特左翼、翁牛特右翼4旗会盟于翁牛特左翼旗东部昭乌达地方成立昭乌达盟。顺治元年至康熙三年（1644—1664），先后建立的阿鲁科尔沁、巴林左翼、巴林右翼、扎鲁特左翼、扎鲁特右翼、克什克腾、喀尔喀左翼7旗，均隶属于昭乌达盟。昭乌达盟共辖8部11旗。喀喇沁左翼、喀喇沁右翼、土默特左翼3旗会盟于卓索图地方成立卓索图盟。顺治五年至康熙四十四年（1648—1705），建立的土默特右翼旗、喀喇沁中旗隶属于卓索图盟。卓索图盟辖2部5旗。