А. не раз подвергался нашествию иноземных завоевателей. К середине 3 в. частью его овладели Сасаниды, основавшие сильное государство в Иране. В 4 в. территория А. (так же, как Армения и Грузия) стала ареной разорительных войн между Римской империей и Ираном. Через Дербентский проход усилились набеги кочевых тюркоязычных племён с С. — гуннов, хазар и др. Гнёт иноземцев вызывал сопротивление народных масс. Во 2-й половине 5 — 6 вв. по Закавказью прокатилась волна антисасанидских восстаний. Борьба против иноземного гнёта нередко переплеталась с антифеодальными выступлениями народа. Крестьяне отказывались платить подати и выполнять повинности, громили имения феодалов, уходили в горы и леса. В конце 5 — начале 6 вв. в А., как и в соседнем Иране, получило распространение движение маздакитов, представлявшее в определённой степени протест против феодальной зависимости (см. Маздакитское движение).
В 5—7 вв. в А. происходит дальнейшее развитие производительных сил, вызвавшее важные перемены в хозяйстве и культуре местного населения: шире стали использоваться плодородные земли и естественные богатства, внедряться искусственное орошение; улучшилась выплавка металлов, началась добыча нефти на Апшеронском полуострове. Растут крупные города — Шабран, Шемаха, Каоала, Шеки, Шамхор, Ганджа (Гянджа), Тебриз, Барда (крупнейший торгово-ремесленный центр) и др. Ремесленники и торговцы в городах становились уже основной социальной силой.
Наблюдались сдвиги и в развитии духовной культуры. В Атропатене распространялась пехлевийская письменность. В начале 5 в. в Албании появился уже собственный алфавит из 52 букв. Развивались литература и наука, с 7 в. началось составление истории Кавказской Албании Мовсесом Каганкатваци.
В середине 7 в. А. подвергся нашествию армии Арабского халифата. В ходе сопротивления прославился видный албанский военачальник Джеваншир — глава феодального владения Гирдыман, ставший правителем Албании. Лишь в начале 8 в., сломив сопротивление народных масс, Арабский халифат покорил А., как и остальное Закавказье, установив здесь тяжёлое иго. Завоеватели насильственно насаждали ислам. Налоговая политика завоевателей и произвол чиновников вызывали в народе ненависть к чужеземцам и крупным местным феодалам, выступавшим в союзе с ними. Наиболее значительным выступлением народных масс А. против двойного гнёта явилась крестовая война под руководством Бабека (см. Бабека восстание, Хуррамиты).
Во 2-й половине 9 — 1-й половине 10 вв., когда широкие народные движения расшатали власть Арабского халифата, в А. образовался и усилился ряд феодальных государств, среди которых особенно выделялось владение Ширваншахов с центром в Шемахе. Ещё более усилилась феодальная зависимость крестьян; значительное количество лучших земельных угодий оказалось в руках крупных феодалов и их вассалов.
В середине 11 в. А. подвергся нашествию тюркоязычных племён (огузов и др.), возглавляемых династией Сельджуков, что привело к упадку хозяйства оседлого населения. И лишь после ослабления власти Сельджуков и возвышения в 12 в. в А. государств Ширваншахов, Кесранидов и Ильдегизидов наблюдались новый подъём сельского хозяйства, ремесла, торговли, оживление городской жизни. В ряде городов стало в значительных размерах развиваться производство шёлковых, шерстяных и льняных тканей, металлических изделий, фаянсовой и стеклянной посуды. Расширился вывоз в соседние и зарубежные страны шёлка, шерсти, нефти, шафрана, медной и глиняной посуды, сухих фруктов, рыбы и др. Происходили изменения и в социальных институтах, с течением времени видоизменялись формы феодальной земельной собственности. Наиболее устойчивыми из них были наследственная земельная собственность — мульк, земли религиозных учреждений — вакфы, возникшие ещё во времена арабского владычества. При арабах, а затем и в правление Сельджуков получила распространение форма условного земельного пожалования — икта. Земли, принадлежавшие казне, назывались дивани. Большие угодья — хассэ (удельные), принадлежали членам правящих династий. В А. существовали 3 формы феодальной ренты — продуктовая, денежная и отработочная, но преобладала продуктовая.
Приход и оседание в А. на протяжении длительного исторического периода (7 — 11 вв.) компактных масс тюркоязычных племён привели к вытеснению древних местных языков тюркским языкам, уже к 11 — 13 вв. ставшим разговорным языком коренного населения А. Вновь образовавшийся азербайджанский язык, относящийся к тюркской языковой семье, сохранил элементы коренных языков и не сразу стал литературным языком. В делопроизводстве, науке и литературе долго ещё сохранялись языки арабский и фарси. К этому же времени сформировалась азербайджанская народность.
В течение столетий творческим гением народа создавались материальные и духовные ценности. В 11—12 вв. видные учёные Макки ибн Ахмед, Бахманяр, поэты-мыслители Хатиб Тебризи, Хагани, Низами Ганджеви, поэтесса Мехсети Гянджеви и др. внесли крупный вклад в развитие азербайджанской и мировой культуры. В А. сохранились шедевры зодчества этой эпохи: мавзолеи Юсуфа, сына Кусейира и Момине-хатун в Нахичевани, башня Кыз-каласы (Девичья башня) в Баку и др.
В 30-х гг. 13 в. А. был завоёван монголо-татарскими ордами. Они превратили в развалины цветущие торгово-ремесленные центры (Байлакан, Ганджа, Шемаха, Ардебиль, Барда и др.). На завоёванных землях А. и в сопредельных странах возникло государство Хулагуидов. При их владычестве, продолжавшемся до 60 — 70-х гг. 14 в., были уничтожены оросительные каналы, а плодородные пашни превращены в пастбища. Сельское хозяйство пришло в упадок. К монгольско-татарской военно-кочевой знати перешло много земель, принадлежавших местным феодалам. Часть земель по-прежнему оставалась в пользовании крестьянских общин — джамаатов. В 13 — 14 вв. происходили антимонгольские и антифеодальные выступления в Карабахе, Аране, Ширване и Тебризе. Тяжёлый чужеземный и феодальный гнёт затормозил, но не остановил развития культуры А. В 13—14 вв. в А. жили и творили выдающиеся поэты Зульфигар Ширвани, Авхеди Марагаи, Иззеддин Гасан-оглы, учёные Насирэддин Туей — основатель Марагинской обсерватории, философ Махмуд Шабустари, историки Фазлуллах Рашидаддин, Мухаммед Нахичевани и др.
В конце 14 в. А. подвергался нашествию войск Тимура. В конце 14 — 15 вв. значительную мощь приобрело государство Ширваншахов, в 15 в. возникли новые государственные образования — Кара-Коюнлу и Ак-Коюнлу; последние занимали значительную часть южных земель А. Основной центр по производству шёлка-сырца — Ширван — играл в это время важную роль в торговле А. с другими странами. Усилились торгово-экономические и дипломатические связи А. с Русью. В Москву посылались посольства Ширваншахов, Ширван посещали посольства Московского государства.
Основные центры азербайджанской культуры в конце 14 — 15 вв. — Тебриз и Шемаха. В 15 в. были воздвигнуты: дворец Ширваншахов в Баку — шедевр средневекового азербайджанского зодчества, Голубая мечеть в Тебризе и др.
Важную роль в истории А. сыграло образование в начале 16 в. на азербайджанских землях государства Сефевидов, ставшего вскоре могущественной державой, расположенной на обширной территории от Сырдарьи до Евфрата. Основателем её был шах Исмаил I (правил 1502—24). К середине 16 в. почти весь А. входил в Сефевидское государство. Объединение страны способствовало подъёму хозяйственной и культурной жизни, облегчило борьбу народа против иноземных, в первую очередь турецких, завоевателей. Первоначально в жизни Сефевидского государства главную роль играла азербайджанская знать. Управление областями и почти все придворные должности находились в её руках. Армия набиралась главным образом из азербайджанцев. При шахском дворе, в войске, порой и в дипломатической переписке употреблялся азербайджанский язык В 16 в. вновь стали обрабатываться пахотные земли, обращенные при монголо-татарах в пастбища, восстанавливается разрушенная ими оросительная сеть; упраздняется тяжёлая подать — тамга, взимавшаяся в пользу монголо-татарской военно-кочевой знати. Значительно возросла роль Тебриза, Шемахи, Баку, Ардебиля, Джульфы и других городов А., в которых было высоко развито ремесленное производство. Расширились торговые связи городов А. с соседними закавказскими странами, с Россией, Ираном, Турцией, Индией. Завязалась торговля с Англией, Францией, Италией. В конце 16 в. из Ширвана ежегодно вывозились за границу десятки тысяч пудов шёлка-сырца. Города А. превратились в крупные торговые центры. Наряду с азербайджанскими купцами в них вели торговлю армянские, грузинские, иранские, индийские и западноевропейские купцы.