公元238年（魏明帝景初二年），司马懿率兵斩公孙渊，通化遂入魏之版图。
公元244年（魏齐王正始五年），因高句丽数次骚乱，叛服无常，幽州刺史母丘俭率步骑军万人征讨。大战于梁口（今通化县江口村），母丘俭陷丸都山城，并刻石碑留念。现石碑存辽宁省博物馆，自此通化复魏之管辖。
公元274年（晋武帝泰始十年），置平州辖辽东、玄菟、带方诸郡，通化仍属玄菟郡。
永嘉之乱后，北方先后出现少数民族割据的地方政权，通化曾为前燕、后燕之地域。座落柳河县境内的罗通山城，据考古专家依据出土文物推测，大约于此时期建筑。东晋之后，高句丽臣属中原各王朝。集安禹山墓区3319号墓出土的一批文物是这一时期的例证。
公元425年（北魏始光四年），高句丽迁都平壤。此时居住在长白山北部的肃慎族逐渐强大，建立勿吉国。通化地区北部为勿吉属地，南部为高句丽属地。隋朝，通化隶属关系不变。
唐朝，公元644年（贞观十八年），太宗以讨弑逆、拯汉民、复旧疆、防后忧为由，诏谕天下伐高句丽。公元668年，总章元年灭高句丽政权。唐于辽东故地及高句丽旧壤设安东都护府，通化为河北道安东都护府哥勿州都督府管辖。
公元698年，粟末靺鞨首领大祚荣建立震国。公元713年，光天二年，唐册封大祚荣为渤海郡王，自此更名为渤海国。通化属渤海国西京鸭绿府正州，正州治所即今通化市境内。通化县四棚乡三棚村出土的渤海时期金钵是这一时期的例证。
公元926年，契丹灭渤海，更名东丹国，通化属之。公元1017年，辽开泰六年，通化为东京道辽阳府正州所辖。公元1115年，辽收国元年，为牵制金兵南下，辽以六万军来攻照散城（今梅河口市山城镇一带），金将阿徒罕星夜弛援，夜渡益褪水大破辽军，乘胜攻占辽阳。为纪念这次大捷，在今梅河口市小杨乡庆云北山一块巨石上，镌刻了“大金太祖大破辽国