隋文帝开皇年间，废广汉郡入益州，炀帝大业初改益州为蜀郡。隋代的雒县，包括了北周时期的雒县、方亭（什邡）县、南阴平县、怀中县等，属益州（蜀郡）。开皇十八年（598），一度将雒县改名绵竹，大业初又复名雒。雒县之所以改名绵竹，是因合并了南阴平县（含古绵竹县）。

隋开皇初，废晋熙郡为县，阳泉废入晋熙县，并徙治晋熙郡城（今绵竹城区），属益州。开皇十八年（598），改晋熙县为孝水县，“境有孝子姜诗泉，故取为名”。隋文帝仁寿三年（603），分九陇、郫、孝水为濛州，至隋炀帝大业初州废。原雒县弃用绵竹之名后，大业二年（606），改孝水县为绵竹县，属蜀郡，其后绵竹之名一直沿用至今。

隋代，今中江地区主要包括玄武县、飞乌县。开皇初，废玄武郡，五城县属益州，开皇三年（583）改五城为玄武县，因玄武山为名。开皇中期，在今三台郪江置飞乌县，取飞乌山为名，辖中江县东南仓山、广福一带。隋文帝仁寿年间置凯州，“仁寿三年（603），分玄武、绵竹（雒改名绵竹时期，包括今广汉、什邡、旌阳区）、金渊（避李渊讳，后改金水，今金堂）、飞乌四县为凯州”，治地在玄武县，至隋炀帝大业初废凯州。废凯州后，雒县（大业初绵竹复名雒）、玄武县改属蜀郡，飞乌改属新城郡。

隋文帝开皇初，废万安郡，万安县属潼州。开皇五年（585），改潼州置绵州，万安县等属绵州。隋炀帝大业初，改绵州为金山郡，万安县等属金山郡。

唐武德元年（618），蜀郡改称益州，领成都、雒、玄武、绵竹等县。金山郡复为绵州，万安县属绵州；新城郡改称梓州，飞乌县属梓州。北周，南阴平县（含古绵竹）和方亭（什邡）相继废入雒县，唐武德二年（619）、三年（620），先后析雒复置什邡、改置德阳。析雒置德阳实为古绵竹复县，只是原名已不可再用，故借原广汉郡下辖废县名德阳。德阳建县既不是新建县，也不能称为复置，故《大清一统志》称“改置德阳县”。武德三年（620），玄武县由益州改属梓州。同年，分益州复置濛州，辖九陇、绵竹、导江三县。贞观元年（627），李世民“始命并省，又因山川形便，分天下为十道”，巴蜀地区剑阁以南为剑南道，嘉陵江以东为山南道。贞观二年（628），废濛州入益州，绵竹复属益州。唐太宗贞观二十二年（648），飞乌县移治今中江仓山。贞观二十三年（649），在今中江县广福镇设铜监署，置官采铜、铸钱。高宗仪凤元年（676），废铜监署。调露元年（679），析郪、飞乌县置铜山县，治原铜监署。今中江地区玄武、铜山、飞乌三县并立，均属梓州（梓潼郡）。

垂拱二年（686），又析益州置汉州，取北朝广汉郡末字为名，是为汉州州名之始。汉州辖雒、德阳、什邡、绵竹、金堂五县，州治雒县，基本承继了成汉以来的广汉郡辖区。开元二十二年（734），将全国分为十五道，分山南道为山南东道（治襄州，今湖北襄阳）、山南西道（治梁州，今陕西汉中）。肃宗至德二年（757），分剑南道为剑南东川（治梓州，今三台县）、剑南西川（治益州，今成都）。川指“平川广野”，岷江流域属西川，沱江流域以东属东川，唐人把剑南东川、剑南西川和山南西道并称为“剑南三川”。天宝元年（742），唐玄宗改州为郡，汉州改称德阳郡，梓州改称梓潼郡，绵州改称巴西郡，郡治及辖县仍旧，属剑南道。乾元元年（758），唐肃宗又将郡更名为州，德阳郡复称汉州，巴西郡复称绵州，梓潼郡复称梓州。“改郡为州”后，唐宋地理志籍多以州郡名并存，如汉州（德阳郡）。唐代飞乌移治仓山，调露元年（679）又置铜山县，属梓潼郡（梓州）。天宝元年（742），万安县因与岭南道万安郡重名，改万安为罗江，是为罗江县名之始，隶属绵州（巴西郡）。从唐初析雒复置什邡、改置德阳到汉州的建立，基本奠定了今德阳政区建置的雏形。

唐代之后，剑南地区先后经历前蜀（907—925）、后唐（925—934）、后蜀（934—966）统治，今德阳地区政区建置基本沿用唐制，汉州领雒、什邡（通计）、绵竹、德阳、金堂五县，罗江县属绵州，玄武、飞乌、铜山三县属梓州。永平二年（912），前蜀王建将什邡县改名通计县，历7年王衍时复名什邡。

唐代“量户口定州县等第”，将全国各州县分为赤、畿、望、紧、上、中、中下、下各级，汉州（德阳郡）为上州。随着经济的发展和人口的增加，雒县于开元四年（716）、什邡于贞元二年（786）升为“望县”，德阳、绵竹于贞元五年（789）升为“紧县”，绵州罗江于元和六年（811）升为“上县”。此外，梓州（梓潼郡）的玄武、飞乌为“上”县，铜山为“中”县。

从“贞观之治”到“开元盛世”，以成都平原为核心的剑南地区人口增长迅速，成都及其周边地区成为经济最发达的地区之一。汉州建立以后，唐玄宗天宝年间，汉州户数、人口分别位居巴蜀地区第二、第四，是整个剑南道人口稠密的地区之一，汉州成为朝廷税赋重要来源地之一。唐代地方官吏非常重视水利，先后兴修罗江县芒江堰、杨村堰和雒县堤堰等，有力地促进了粮食的生产和农业的发展，汉州成为剑南地区重要粮食产区。汉州手工业发达，不仅向朝廷上贡“交梭、罗”等众多丝织品，还生产名茶“汉州杨村茶”、名酒“剑南烧春”和鹅黄酒。“剑南烧春”名扬天下，作为宫廷御酒被载入史册，成为全国名酒。鹅黄酒则产于汉州雒城，又名鹅儿酒、鹅稚酒，杜甫作《舟前小鹅儿》让鹅黄酒享誉一时。德阳盐业、矿业的发展也引人瞩目，罗江、飞乌、玄武等地还开凿了诸多盐井，中江铜山因产铜而闻名，而置铜山县。唐代地方官学、私学不断发展，王勃、杜甫等在德阳留下大量作品，巴蜀文化得到长足进步，文学家符载、画家姜道隐等都出生于德阳。佛教、道教得到了前所未有的发展，有著名宗教人士王玄览、马祖道一等，各地大量兴建庙观，又雕琢了大量摩崖造像。