嘉平四年（314年），司马邺派大鸿胪辛攀拜张轨为侍中、太尉、凉州牧、西平公，张轨又坚决辞谢。同年五月，张轨卧病不起，临终前留下遗言道：“我平生对他人无甚恩惠，疾病垂危，大概命将告终了。我死后，文武将佐都应尽忠尽义，务必安抚百姓，上报国家，下安家室。我死后以普通棺木从简安葬，墓中不藏金玉。好好辅助我儿安逊（张寔的字），听从朝廷旨意。”五月己丑日，张轨去世，终年六十，葬于姑臧建陵，朝廷追赠侍中、太尉，谥号为武公，之后又追谥为武王，庙号太祖。
与此同时，凉州长史张玺等人表奏张寔代理张轨的职务。张轨的亲信部下及后拥立张寔继任了凉州牧之职。十月，司马邺下诏授任张寔为持节、都督凉州诸军事、西中郎将、凉州刺史、领护羌校尉、西平公。
建元元年（315年）冬天，兰池长赵奭的上军士张冰得到的一方玺，上面有“皇帝玺”字样，献给了张寔，僚属们都来祝贺。张寔说：“孤常常恼恨袁本初举印向肘之事，诸君为何说这样的”于是把玺送往长安。
建元二年（316年）四月，张寔下达命令：所属的官吏、百姓有能指出自己过错的，奖赏给布帛、羊、米。贼曹佐高昌人隗瑾说：“您处理政事，事无巨细，都是自己来决断。同年八月，刘曜进逼长安，张寔派将军王该率军救援京城。司马邺嘉赏他，拜任都督陕西诸军事。司马邺将要投降刘曜时，下诏给张寔说：“国运困厄，灾祸降临到晋室，京城倾覆陷落，先帝在贼朝中去世。朕漂泊于宛、许，于是到了旧都。
同年12月11日司马邺降于汉赵大司马刘曜，临降前下诏给张寔：“仰惭乾灵，俯痛宗庙。君世笃忠亮，勋隆西夏，四海具瞻，朕所凭赖。今进君大都督、凉州牧、侍中、司空，承制行事。琅邪王宗室亲贤，远在江表。今朝廷播越，社稷倒悬，朕以诏王，时摄大位。君其挟赞琅邪，共济难运。若不忘主，宗庙有赖。明便出降，故夜见公卿，属以后事，密遣黄门郎史淑、侍御史王冲赍诏假授。临出寄命，公其勉之”寔以天子蒙尘，冲让不拜。[20]
迅速崛起
建武元年（麟嘉二年，317）正月，张寔得知刘曜强迫司马邺迁徙，聚哭告哀三天，派遣太府司马韩璞、灭寇将军田齐、抚戎将军张阆、前锋督护阴预率步骑兵一万，东赴国难，命令讨虏将军陈安、故太守贾骞、陇西太守吴绍各率郡兵作为韩璞等的前驱护卫司马邺。三月，司马睿于建康称晋王、改元建武，张氏世守凉州效仿窦融，长期沿用中朝晋愍帝的建兴年号。
麟嘉三年（318年）三月，焦崧、陈安进犯陇石，在东方与刘曜相持，雍、秦人十之八九死于战乱。焦崧、陈安进逼上邽，南阳王司马保派使者告急。任金城太守窦涛为轻车将军，率领威远将军宋毅以及和苞、张阆、宋辑、辛韬、张选、董广率步兵、骑兵两万赴援。部队进驻新阳时司马邺被杀的消息传来，于是全军穿孝服举哀，聚哭三天。
南阳王司马保图谋称帝，破羌都尉张诜对张寔说：“南阳王忘记莫大的耻辱，而想自称帝号，上天不授予图谶符命之书，德行不足以顺应期命，最终不是济时救难之人。晋王司马睿德才兼备亲近藩卫之臣，是先帝依靠属意之人，宜上表称颂圣德，劝其登帝位，传送檄文到各藩镇，再给相府附加上书信，那么想要争强的念头就会平息，还没有聚集起来的党徒就会散去。”张寔听从其意。于是向天下发送檄文，推崇晋王司马睿为皇帝，派牙门蔡忠奉表章到江南，劝司马睿称帝。
同年三月，司马睿在建邺称帝，年号大兴，但张寔不用司马睿的大兴年号，还称建兴六年，这标志着张寔已完全脱离司马家的管控正式独立，史称前凉。
也就在当年，靳准杀隐帝刘粲，自立为汉天王。北宫纯借机招集汉人，在东宫结堡自守，惟被靳准堂弟靳康所杀，结束了自己辉煌的一生。后在洛阳城流传出一首着名的童谣，凉州大马，横行天下，凉州鸱苕，贼寇消，鸱苕翩翩，怖杀人，让北宫纯威名大振，获得了司徒王衍和晋怀帝司马炽的高度的认可和评价。
光初二年（319年）正月，南阳王司马保得知司马邺被杀后也自称晋王，年号建康，设置任命百官，派使者封张寔为征西大将军、仪同三司，增食邑三千户。不久陈安背叛了司马保，氐、羌都响应陈安。司马保很窘迫，于是离开上邽，迁往祁山，张寔派部将韩璞率步骑兵五千赴难。陈安退守绵诸，司马保回到上邽，又被陈安击败，派使者到张寔处请救兵。
张寔派宋毅前往，陈安退去。正好司马保被刘曜逼迫，迁到桑城，打算要投奔张寔。张寔认为他是西晋宗室中比较有声望的人，如果到了凉州，必会动摇人心，派其部将阴监迎司马保，声言说是护卫，实际上是抵御他。正好司马保去世，手下众人散逃投奔到凉州的有两万余人。
建兴八年（320年），当时的京兆人刘弘，擅长旁门左道之术，客居在凉州的天梯山，在山穴中点灯悬挂镜子取亮，用来迷惑百姓，跟从他受道的有一千余人，张寔身边的人非常崇奉他。张寔帐下将军阎沙（《资治通鉴》作阎涉）、牙门赵仰（《资治通鉴》作赵卬）都是刘弘的同乡。刘弘对他们说：“上天送给我神玺，将在凉州称王。”阎沙、赵仰对他的话深信不疑，暗中与张寔身边的十多人密谋杀害张寔，奉拥刘弘为君主。[4]
张寔的弟弟张茂得知他们的计划，请求诛杀刘弘。张寔命令牙门将史初拘捕刘弘。史初还未到刘弘处，阎沙等人怀藏凶器入内。把张寔杀死在外寝，时年五十岁。刘弘见史初到来，对他说：“张使君已经死了，为什么还要杀我”史初发怒，把他割掉舌头后关了起来，在姑臧城的街市上处以车裂的酷刑，并诛杀刘弘党徒数百人。左司马阴元等人认为张寔的儿子张骏的年龄幼小，于是推举其弟张茂继位，张茂自称凉州刺史、西平公，在境内赦免罪犯，任张骏为抚军将军。[4]
光初六年（323年），张骏亲自耕藉田地。不久接获晋元帝驾崩的消息，张骏聚哭，告哀三天。适逢有黄龙在胥次的嘉泉出现，右长史泛祎对张骏说：“考察建兴之年，是少帝开始兴起的年号。皇帝凶死，理应改换年号。朝廷远在江南，音讯隔绝，宜趁着黄龙出现改换年号，以突出吉祥的征兆。”
光初七年（324年），汉赵封张茂为凉王，这是前凉称王的开始。张骏、张重华父子在位期间是前凉的极盛时期，境内分置凉、沙、河三州，设西域长史于海头，在今吐鲁番地区设置高昌郡，统治范围包括甘肃、宁夏西部以及新疆大部，史载其疆域“南逾河、湟，东至秦、陇，西包葱岭，北暨居延”。
五月，太宁三年五月十四日（325年6月22日），张茂去世，在临终时，拉着侄子张骏的手流泪说：“从前我们的先人以孝友着称。自从汉朝初年以来，世代忠诚顺从。华夏虽然大乱，皇上漂泊迁徙，你也应当谨慎地遵守人臣节度，不要有所丧失。我碰上天下大乱的时代，秉承先人的余德，代理此州，以保全性命，在上想不辜负晋室，在下想保护百姓。然而官职不是朝廷任命的，职位出于私下的议论，苟且地以此成事。哪里有什么荣耀呢到了的那天，戴白色便帽入殓，不要穿朝服，以表达我的心志。”享年四十八岁，共在位五年，谥号为成。前赵皇帝刘曜遣使赠张茂太宰，谥号成烈王。张茂死后无子，由侄子张骏继位。[5]
光初八年（325年），当时张骏全部占有了陇西之地，兵马强盛，虽向东晋称臣，但不使用东晋历法。跳六佾之舞，树豹尾之旗，设置的官僚府邸都比拟君王，只是名称略有区别。又分出州西部边境的三个郡设置沙州，东部边境六个郡设置河州。二府的官僚无不称臣。张骏又在姑臧城南修筑城池，盖谦光殿，用五彩描绘，用金玉装饰，用尽了珍奇巧技。
在殿的四面各盖一座殿，东面的叫宜阳青殿，春季三个月居住，礼服器物都依照东方之色；南面的叫朱阳赤殿，夏季三个月居住；西面的叫政刑白殿，秋季三个月居住；北面的叫玄武黑殿，冬季三个月居住。殿旁都有当值内官的公署，全都与各方之色相同。到他晚年时就随意游玩居住，不再依照四季分别居住。[6]
建武十一年（345年），张骏封世子张重华为五官中郎将、凉州刺史。酒泉太守马岌上言说：“酒泉的南山，就是昆仑的山体。周穆王见西王母，乐而忘归，说的就是此山。这座山中有石屋玉堂，用珠玑装饰，就像神宫一样辉煌。应当修立西王母祠，以保佑朝廷无边之福。”张骏听从。
建武十二年（346年）五月丙戌日张骏去世，共在位二十二年，享年四十岁，私谥文公，晋穆帝追赠谥号为忠成公，葬于姑臧大陵。张祚继位后，追谥为凉文王，庙号世祖。
晋穆帝诏遣侍御史俞归拜重华护羌校尉、凉州刺史、假节。是时石季龙西中郎将王擢屯结陇上，为苻雄所破，奔重华。重华厚宠之，以为征虏将军、秦州刺史、假节，使张弘、宗悠率步骑万五千配擢，伐苻健。健遣苻硕御之，战于龙黎。
擢等大败，单骑而还，弘、悠皆没。重华痛之，素服为战亡吏士举哀号恸，各遣吊问其家。复授擢兵，使攻秦州，克之。遣使上疏曰：“季龙自毙，遗烬游魂，取乱侮亡，睹机则发。臣今遣前都锋督裴恒步骑七万，遥出陇上，以俟圣朝赫然之威。山东骚扰不足厝怀，长安膏腴，宜速平荡。臣守任西荒，山川悠远，大誓六军，不及听受之末；猛将鹰扬，不豫告成之次，瞻云望日，孤愤义伤，弹剑慷慨，中情蕴结。”于是康献皇后诏报，遣使进重华为凉州牧。[21]
是时御史俞归至凉州，重华方谋为凉王，不肯受诏，使亲信人沈猛谓归曰：“我家主公奕世忠于晋室，而不如鲜卑矣。台加慕容皝燕王，今甫授州主大将军，何以加劝有功忠义之臣乎明台今宜移河右，共劝州主为凉王。大夫出使，苟利社稷，专之可也。”
归对曰：“王者之制，异姓不得称王；九州之内，重爵不得过公。汉高一时王异姓，寻皆诛灭，盖权时之宜，非旧体也。故王陵曰：‘非刘氏而王，天下共伐之。’至于戎狄，不从此例。春秋时吴楚称王，而诸侯不以为非者，盖蛮夷畜之也。假令齐鲁称王，诸侯岂不伐之故圣上以贵公忠贤，是以爵以上公，位以方伯，鲜卑北狄，岂足为比哉子失问也。且吾又闻之，有殊勋绝世者亦有不世之赏，若今便以贵公为王者，设贵公以河右之众南平巴蜀，东扫赵魏，修复旧都，以迎天子，天子复以何爵何位可以加赏幸三思之。”（沈）猛具宣（俞）归言，重华遂止。
中后时期
353年，张祚乘张重华病死，即位的张曜灵年幼之际发动政变夺位，张祚自称凉公，随后称凉王，给张轨以下的君主统统追加庙号和谥号。但张祚猜忌手握重兵的族人张瓘，就派兵攻杀他，张瓘也带兵还击，355年张祚战败被杀。张瓘立张玄靓为新任凉王。
376年，苻坚以步骑十三万大举进攻前凉，张天锡被迫出降，前凉灭亡，苻坚封其为归义侯。后来前秦在淝水之战中失利，张天锡趁机投奔东晋，得了个官，桓玄篡位作乱时去世。
张氏的前凉政权依靠凉州大姓﹐并始终对东晋表示忠诚﹐藉以维系人心。各代统治者除张祚外，都自居晋朝的刺史或州牧，还接受东晋的封号。张骏为和东晋沟通﹐甚至不惜向成汉皇帝李雄称臣，以求假道。
张氏子孙世代保守的凉州，是当时中国北部最为安定的地区和文化中心，都城姑臧是西北地区政治、经济和文化中心。西北原是通往西方的陆路交通要道，商业繁荣，农业和畜牧业生产也较发达。西晋灭亡后，内地流亡人民相继到来，劳动力增加，生产经验传播，凉州的社会经济更有发展。当时的凉州还是中国北部保存汉族传统文化最多和接受西域文化最早的重要地区，有南有建康，北有姑臧的美誉。
复国余烬
张大豫是张天锡次子，被立为世子，张天锡投靠东晋时，他来不及随往，又怕前秦君主苻坚加害，无奈投奔长水校尉王穆，在河西由焦松、齐肃、张济等人拥立占据阳坞，386年他自称凉王、抚军将军，年号凤凰。
凉王系图
不久，吕光奉苻坚之命征讨张大豫，吕军一时大败，但张大豫不纳智囊王穆之言，因胜而骄，用强兵伐吕，虽得建康太守李隰、祁连都尉严纯相助，但吕光寻机攻破对方兵营，张大豫军大败。张大豫逃奔广武，被当地人捉住交给了吕光，同年被吕光斩杀于闹市，至此前凉灭亡，后凉州由凉州大姓梁熙镇守。
疆域
西晋统一天下后，凉州划为八郡四十六县，而凉州刺史领戊己校尉，护西域如故。凉州刺史管辖的范围，包括了东起金城，西到西域，延至西海的广大地域，面积达120万平方公里。前凉统治范围包括甘肃、青海、宁夏西部以及新疆大部，史载其疆域“南逾河湟，东至秦陇，西包葱岭，北暨居延”。
郡县制
晋惠帝元康五年（295年），在此基础上小作调整后，将凉州重新划定为九郡四十八县。
张轨为凉州刺史，镇武威（郡），上表请合秦雍流移人于姑臧西北，置武兴郡。又分西平界置晋兴郡。
张寔时期，分金城之令居、枝阳二县，又立永登县，合三县立广武郡。
张茂分武兴、金城、西平、安故为定州。永昌初，茂使将军韩璞率众取陇西南安之地，以置秦州。
张骏以秦州陇西郡狄道县立武始郡，分属凉州。
文化
北方佛都
前凉崇尚佛教，张轨时期已经造有铜佛像，张骏即位后大造佛像，凉州佛教盛极一时。
前凉太清四年（公元366年），前凉僧人乐尊路经三危山，忽见金光闪耀，如现万佛，于是便在岩壁上开凿了第一个洞窟。此后法良禅师等又继续在此建洞修禅，称为“漠高窟”，意为“沙漠的高处”。后世因“漠”与“莫”通用，便改称为“莫高窟”。《李克让重修莫高窟佛龛碑》
社会学术
社会状况
东汉魏晋以来，与关中、关东地区相比，西北在经济社会方面得到稳步发展。西晋永宁元年（公元301年），张轨受命出任凉州刺史领护羌校尉，东晋十六国时期，五凉政权中的前凉政权由此肇基。这个以凉州着姓和世家大族为政治核心的割据政权建立初期就依赖大族豪右、武力豪族势力。
据史料记载，西晋实行占田与课田制度，这种土地的分配制度不是国有土地基础的授田，而只是在法律上规定和承认私人占有土地的最高限额，以及按照土地亩数缴税的数额。至于这个土地占有限额能否达到，国家并不给予保证。
因此大量的土地都集中在豪右地主手里。再加上中原战乱，人口大量西迁，一些避乱迁入河西的西晋官吏也随之加入豪右地主行列，成为新的土地兼并者。为了“追新朝末窦融故事”，一统西北，面对这些关乎民生的困难问题，前凉的历任执政者都一一化解了。
在张轨时期，因军国初创，财政是前凉面临的首要问题，包括赋税、徭役和兵役等这无不一一加在老百姓头上。如果农民的土地问题解决不了，那么赋税、徭役和兵役的征收将十分困难。若采取强制征收，只能加大老百姓的贫困化程度，导致广大农民破产流亡。更甚者会造成前凉社会经济难以启动和运行，民怨载道，社会不安。鉴于此种形势，张轨及其后继者都从民生国计两个方面考虑，继续沿用晋朝确认的“以经济政策为治国之本”的策略，把土地和赋税问题作为治国兴邦的根本问题加以解决。
自晋惠帝永宁元年中原陷入战乱，到晋怀帝永嘉中匈奴和羯人起兵，黄河中下游的广大老百姓横遭屠杀、蹂躏。在锋镝之余，大量百姓辗转流离，远离战乱的西北成了中原流民瞩目的地方之一。张轨到凉州后了解到这些情况后，便上表西晋政府，建议在姑臧城西北面划出一大块土地，设置侨郡县，配土地给流民耕垦。张轨在给西晋政府的奏表里这样写道：“请合秦雍流民移之，于姑臧西北置武兴郡，统武兴、大城、乌支、襄武、晏然、新鄣、平秋、司监等县。”
张轨的这招一举两得，首先是解决了流民在土地占有和利用方面的冲突，其次还让这些流民逐渐过度成前凉国赋税和徭役的承担者。
嘉平四年（314年）五月，张轨躺在病榻上，给文武大臣们留下了最后的遗言“文武将佐，务安百姓，上思报国，下以宁家。”（见《资治通鉴·第九十九卷》）张轨在临死时也念念不忘减轻凉州百姓的负担，张茂当上西平公劳役百姓修筑灵均台时武陵人阎曾就假借张轨名义深夜跑到王宫门前高喊：“武公遣我来曰：何故劳百姓而筑台乎”张茂听后也只好作罢。