宋、辽时期，今海河当时称“界河”。海河以北属辽幽都府(后改析津府)武清县；海河以南属北宋高阳关路乾宁军和沧州清池县。宋朝在海河以南设立许多军事据点——“寨”、“铺”，如泥沽、双港、三女、南河、沙涡、独流等，以防辽军南下。

    余贞佑二年(1214)前，设“直沽寨”，派都统完颜佑、副都统完颜咬住戍守，“直沽”之名始见史籍。天津成为畿南军事重镇。

    元至元十九年(1282)海漕开通，直沽成为漕运枢纽，为此在大直沽专设了接运厅和临清万户府；并修建了直沽广通仓等粮仓。至元年间(1264-1294)还在大直估、三岔口分别建了天后宫(东、西庙)。1234年三岔沽一带盐卤涌出，特许高松、谢实等18户在此设灶煮盐；两年后，又专门设立“三岔沽司”、“大直沽司”，管理直沽盐场。

    无延佑三年(1316)在直估设“海津镇”，命副都指挥使伯颜镇守。

    明建文二年(1400)，燕王朱棣以“靖难”为名，与其侄朱以炆争夺皇位，率兵从直沽渡河南厂，偷袭沧州，攻下南京，建文四年(1402)夺取了政权，翌年改元“永乐”。

    永乐二年十一月二十一日(1404年12月23日)在直沽设卫，命工部尚书黄福、平江伯陈瑄、都指挥佥事凌云、指挥同知黄纲兴工筑城，并赐名“天津”，意谓“天子车驾渡河之处”。

    永乐二年十二月九日(1405年1月9日)设天津左卫。永乐四年十一月八日(1406年12月18日)改青州右卫(一说青州左卫)为天津右卫。

    “卫”是明朝的军事建制，由指挥使统领，直隶于后军都督府。每卫士兵足额5600人，天津三卫士兵定额16800人。

    卫的建制虽没有行政职权，但有一定的土地(城堡及屯田)、数量较多的民众(屯田的军士及军属)和政事(军政及屯政)。随着人口增加，商业发展，事务繁多，词讼纠纷发生，卫所已不能治理这个军民混杂的商业化城市，明廷在天津陆续因事设官、设衙，建学，或将外地官、衙迁津理事。

    清朝初年，沿袭了明朝的各项制度。顺治九年(1652)将左、右卫并入天津卫，结束了卫所官员的世袭制。三卫合并后，设立“巡道”、“同知”，负责民政事宜；“户曹”、“盐政”，负责税赋和盐业；“总兵”、“游击”、“参将”，负责军事。

    雍正三年(1725)，改卫为州，天津开始建立地方政府；九年(1731)升州为府，辖天津、静海、青县、南皮、盐山、庆云、沧州六县一州。