唐朝衰落时，一支新的突厥部落登上历史舞台，即汉文转写名为处月、汉文意译名为沙陀的部落，沙陀的意思是沙漠之民。沙陀虽称突厥，其形状，据史籍所载，是属于白种人的。

巴托尔德倾向于把处月（沙陀）归于九姓乌古斯部落，它们中至少有一部分人于10至12世纪在威海以北游牧。事实上，沙陀部落已经从西突厥主体中分裂出来，从7世纪起就生活在巴里坤湖以东。712年，当吐蕃人正在劫掠巴里坤湖地区时，他们稍稍向西朝古城方向迁移。808年，吐蕃人入侵时又把他们从该地赶走，他们向唐朝请求保护，唐朝把他们安置在鄂尔多斯北部、灵州（宁夏附近）的东北部。

沙陀部一直留居鄂尔多斯地区直到878年。是年，趁当时唐朝内乱横行，沙陀部的一位首领李克用攻占山西北部大同边区，他希望在那里能够更好地插手当时的大混乱。李克用原以朱邪（音爷）为姓，相传他的先祖出生于雕窝之中，酋长因为他生得怪异，便让各族轮流抚养，因此得姓“诸爷”，即不是一个人抚养，后来传成了朱邪，即“诸”变成“朱”，“爷”变成“邪”，但读音没有变。李克用的父亲是朱邪赤心，曾经参加镇压庞勋起义，因立功而被唐朝廷任命为单于大都护、振武军节度使，还赐国姓李，赐名国昌。李克用由于出生时就有一只眼睛失明，所以外号独眼龙。他年少时便骁勇而善骑射，随父亲参加镇压庞勋起义，所向无敌。后来因被诸部忌恨，为避祸端李克用便带全族人归依了唐朝，被任命为云州刺史，同时又赐姓名李克用。后来，李克用杀掉大同军防御使，全部占领了云州（今山西大同）。唐朝派兵讨伐，但被李克用打败。不久，唐僖宗继位，改变了政策，对李克用进行招抚，任命他为大同军防御使。

880年，当黄巢领导的起义从唐朝手中夺取都城长安时，唐朝向李克用求援。这位年轻的领袖（当时年仅28岁）扮演了唐朝救星的角色。黄巢的起义军占据了京城长安，唐僖宗逃至四川。因手下没有强兵抗拒起义军，僖宗只好起用李克用，任他为雁门节度使。李克用立即率鞑靼各部上万人过雁门，下太原，但因风雨阻隔而退回。在李克用沙陀军到达之前，农民军和唐官军一直处于胶着状态，双方因为消耗过大，日子都很不好过，缺兵少粮。在无可奈何的情况下，农民军和官军竟然暗中交易，易人而食。在这样的状况下，双方军队都没有什么战斗力可言。这也是为什么唐朝和黄巢双方都极力争取沙陀军的根本原因。

后来，李克用率3万多沙陀骑兵再次南下，与起义军隔河相望。这时李克用军队对于唐朝和黄巢都是关乎生死存亡的一支主要军事力量。唐王朝授李克用为东北面行营部统，黄集也派人赐给他重金、诏书。李克用把金钱分给诸将，将诏书烧毁。以示自己与农民起义军势不两立。当时各地勤王军逐渐到齐，但都不敢与黄巢交锋。

公元883年4月，李克用率先出战。黄巢率大军于渭桥迎战，一日三战，黄巢军连战失利，最后沙陀军大败黄巢15万大军。李克用的因为军队都穿黑衣服，所以号称“鸦军”，“鸦军”此战大出风头，接着又在零口再挫黄巢援军。四月初八，李克用军攻入长安，黄巢力战不胜，遂连夜撤离长安。此时，距离黄巢第一次占据长安两年零四个月。沙陀军骁勇善战，威名远扬，黄巢军十分畏惧，说：“鸦军至矣，当避其锋。”

883年，沙陀军把起义军从长安驱逐出去。唐朝廷任命李克用为节度使，以为报酬。对他来说，更重要的位置也许是他同时又被任命为太原总督。后来朱温废黜了唐朝的最后一位皇帝，自己称帝，建立了后梁王朝（907年）。而李克用仍然是山西的君王，在他于908年去世时，其子李存勖（死于926年）继位，他作为山西的皇帝，以晋王之名统治山西，以太原为都城。923年，李存勖推翻了后梁王朝，建立后唐，后唐王朝是短命的，仅存在13年（923－936年）。936年，另一位沙陀突厥人石敬瑭将军由于得到契丹人的帮助，推翻了最后一位后唐皇帝，建立了后普王朝，以开封（即汴）城为都。然而，后晋比后唐更加短命，仅存10年（936－946年）。946年，完全中国化的这支突厥人被契丹人推翻。沙陀人的后唐是五代政权中唯一定都洛阳的政权，借以缅怀唐朝，虽然他们是突厥后裔。