曹仁贵有着极为高明的外交手段，非常擅长见缝插针。他自认为归义军节度使后，立即派遣使者到甘州，求娶回鹘可汗女为妻，又将自己的女儿嫁给甘州回鹘可汗，用联姻来笼络回鹘。贞明四年（918年），曹仁贵派使者出使后梁，受到封赠。同光三年（925年），曹仁贵趁甘州回鹘汗位交替之机，进行征讨，使其屈服。新立的回鹘可汗又娶曹仁贵之女，成为曹仁贵的女婿。

由于曹仁贵对内对外关系处理得妥当，此时的归义军实力有所恢复。长兴二年（931年），曹仁贵号称“令公”、“拓西大王”，归义军成为独立王国。之后，曹仁贵还将女儿嫁给于阗国王李圣天。

清泰二年（935年），曹仁贵病死，其子曹元德继位。沙州入朝中原的使臣在甘州被劫，归义军与甘州回鹘的关系破裂。天福四年（939年），曹元德卒，弟曹元深继位，曹仁贵妻（回鹘公主）掌握归义军实权，称“国母”。之后，沙州与甘州回鹘修好。

天福九年（944年），曹元深卒，弟曹元忠即位。曹元忠是归义军节度使中统治时间最长的一位，也是文化比较昌盛的一个时期。曹元忠积极发展与周边民族的关系，并与中原的后晋、后汉、后周和北宋保持联系，使瓜州地区得以在五代、宋初复杂的民族关系中得以生存、发展。

开宝七年（974年），曹元忠卒，侄曹延恭即位。九年（976年），曹延恭卒，弟曹延禄即位。

曹元忠以后，归义军政权开始逐步衰落。沙州地区的回鹘势力在这一时期却得到了迅速发展，成为与归义军政权抗衡的重要力量，归义军内部也出现了矛盾。咸平五年（1002年），归义军再度与甘州回鹘发生战争，引起瓜沙民众的不满。归义军内部发生兵变，曹延禄及弟延瑞被迫自杀，其族子曹宗寿即位。宋朝廷承认了曹宗寿。但此时，归义军已经开始与辽通使。

景德三年（1006年），信奉伊斯兰教的黑韩王朝灭掉了信奉佛教的于阗王国。消息传到沙州地区，寺院僧人十分恐惧。因为此时归义军政权已经不堪一击，任何外来的攻击和内部的动乱都足以使其倾覆。在伊斯兰教东进的威胁下，莫高窟的一些寺院将重要的经卷和佛像、幡画等集中起来，藏在隐蔽的洞窟中，并将洞口封闭。之后由于当事人和知情者先后去世，藏经洞的秘密逐渐不为人所知，湮没在历史的长河中。这就是后世发现的敦煌“藏经洞”的来历。

大中祥符七年（1014年），曹宗寿卒，子曹贤顺即位。1036年，西夏攻占沙州，归义军政权基本结束。