三国魏景元三年（262），今乌海市境黄河西的乌达区属河西鲜卑；黄河东的海勃湾区、海南区属羌胡统辖。

西晋太康二年（281），今市境黄河西的乌达区属西部鲜卑；黄河东的海勃湾区、海南区属羌胡奢延辖区。

东晋十六国时，后赵（羯族石勒）九年（327），今市境属后赵朔方郡辖地；前秦（氐族苻氏）建元二年（366），今市境属前秦朔方郡辖地；后秦（羌族姚氏）皇初二年（395），今市境属后秦朔方郡辖地；夏（匈奴铁弗赫连氏）龙升三年（409），今市境属夏政权幽州大城辖区。

北魏（拓跋鲜卑）太延二年（436），今市境属薄骨律镇镇戍区内；北魏太和十一年（487），今市境黄河东之海勃湾区、海南区为统万镇镇戍区内，属夏州辖区；西魏大统十二年（546），今市境属沃野镇镇戌区内；北周（宇文氏）建德元年（572），今市境属北周的夏州辖地。