汉武帝刘彻初通西域，车(音jū)师常替匈奴当耳目，并攻劫汉使。征和四年(前89)，汉遣开陵侯率楼兰等国兵围交河，车师始降。昭帝、宣帝时，匈奴与汉争夺车师，连战不息。汉遣侍郎郑吉屯田渠犁，立军宿为车师王，迁其一部分国人于渠犁。匈奴另立兜莫为王，率馀众保博格达山北麓。自此车师分为前、后部(或称前、后国)。后部王驻务涂谷(今新疆奇台西南山谷中)。神爵二年(前60)，匈奴分据西域的日逐王降汉，从此西域完全属汉朝统治，汉始置西域都护。元帝初元元年(前48)，又置戊己校尉，屯田于车师前部国都附近。其后，前部王复还交河。当时前部国有户七百，人口六千余，胜兵一千八百余人;后部国有户近六百，人口四千余，胜兵一千八百余人。
王莽时，由于西域都护和戊己校尉处理失当，车师前、后部王屡遭杀害，遂叛附匈奴。东汉光武帝建武二十一年(公元45)，前、后部与鄯善等十八国遣子入侍，请复置都护，汉光武帝刘秀不同意，遣还其侍子。后车师兼并邻近小国，仅余东且弥、卑陆、蒲类、移支，与前、后部共称车师六国。时前部有户一千五百余，人口四千余，胜兵两千人;后部户四千余，人口一万五千余，胜兵三千余人。明帝永平十七年(公元74)，汉遣窦固、耿秉等出击车师，前、后部俱降。以耿恭、关宠为戊己校尉，分屯前、后部境。不久，北匈奴围攻恭等。章帝建初元年(公元76)，汉遣兵击败匈奴，迎恭等还，复弃车师。和帝永元二年(公元90)，窦宪大破北匈奴，车师前、后部王各遣子入侍。八年，后部王涿鞮怨前部王尉卑大，击破之。
九年，汉遣王林讨斩涿鞮，立其弟农奇。安帝初(107)，西域复附北匈奴。元初六年(119)，敦煌太守曹宗遣行长史索班屯驻伊吾，前部王降汉。永宁元年 (120)，后部王军就引北匈奴攻杀班，击走前部王。延光三年(124)﹐汉遣西域长史班勇击走北匈奴于前部境内。四年，勇进击后部，斩军就。顺帝永建元年(126)，勇率农奇子加特奴、八滑等大破北匈奴，遂立加特奴为后部王，八滑为后部亲汉侯。勇屯田柳中(今新疆鄯善西南鲁克沁)。后北匈奴呼衍王屡攻后部，至永和二年(137)，敦煌太守裴岑出伊吾攻杀呼衍王，后部遂安。桓帝永兴元年 (153)，后部王阿罗多叛，其部众不从，阿罗多逃奔北匈奴，汉立军就子卑君。其后，阿罗多归降，汉赦其罪，使复位为后部王;迁卑君于敦煌，以后部人三百帐属之。帐者，如中原之户数。
车师并非吐鲁番盆地的原居民，其原住地本为濒临大沙海而居的今鄯善县境，初译姑师，汉宣帝时期与匈奴激烈争夺西域，始出现了车师前后部的历史分化，新朝至东汉前期演变为车师后部为盟主的车师六部联盟，东汉再开西域，控制了车师前部，后部则隶属北匈奴，自此分道扬镳，分而不复合，自此，前、后二部各自走上不同的历史归宿。