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秦始皇统一中国后，分天下为三十六郡，上谷郡(治沮阳县，今河北怀来东南怀来县大古城北7里)亦名列其中。保定位于其中。后来保定成为河北都会，则称保定为上谷。
郡设郡守，也称郡将，本为武官，后渐为地方行政长官。汉景帝中元二年(公元前148年)，改称太守，太守之下设郡丞和郡尉，分管民事和军事。汉代飞将军李广就曾任上谷太守。
秦汉时期，上谷郡下辖十六个县(汉弃斗辟县后为十五个)。属幽州刺史部。王莽夺取皇位，改上谷郡为朔调郡。
三国曹魏时郡治曾移至居庸，大古城仍为沮阳县治所；西晋时上谷郡治又迁回沮阳。五胡十六国中的后赵、前燕、前秦、后燕诸朝，上谷郡辖地范围虽几经变化，但郡治城却一直沿用。
南北朝时期，北魏改上谷郡为平原郡，仍与沮阳县同治。北魏以后上谷郡与沮阳县从记载中消失。
据史料记载：北魏末年，北方六镇爆发了声势浩大的边民起义，特别是孝明帝正光六年(525年)，柔玄镇人杜洛周发动的上谷郡农民起义，以“真王”为年号，攻克燕州(今涿鹿)，并一路南下，先后占领涿州、定州。上谷郡城很有可能毁于这次农民起义的战火，以致废弃。
由此推算，上谷郡城自战国燕昭王时始设，一直到北齐末居遭受突厥多次摧残，无复人迹。共经七个大的历史时期，10个封建王朝，历860年。