概述安西都护府和安西大都护府乃是唐朝管理碛西的一个军政机构的不同时期的名称，其统辖安西四镇，最大管辖范围曾包括天山南北，并至葱岭以西至达波斯，在北庭都护府分立之后，安西都护府分管天山以南的西域地区。自唐太宗贞观十四年（640年）起，到唐宪宗元和三年（808年）止，共存在约170年。安史之乱前，安西都护府和大都护府三异其名，其中640-658年、667-685年、689-691年为都护府，共约38年；658-667年、686-689年、693-752年为大都护府，共约71年。安史之乱后，765-778年为都护府，781年后又名为大都护府。
历史唐贞观十四年，侯君集平高昌，在其地设西州都护府，治所在西州。 同年9月在交河城设安西都护府，用以针对西突厥。安西都护府第一任都护为乔师望，后由郭孝恪接任，开始时只有数千人的兵力。 贞观二十二年（648年），郭孝恪击败龟兹国，把安西都护府迁至龟兹。
唐高宗显庆二年十一月，苏定方在碎叶水平定阿史那贺鲁的反叛，从而平定了西突厥，将安西都护府治所迁回高昌故地。显庆三年五月（658年），安西都护府又迁到龟兹（今库车）， 安西都护府升格为大都护府。唐高宗改变太宗时只重军事而轻行政管理的做法，在突厥故地分设蒙池、昆陵两个都护府，并将其附属小国分别设置州府，西境直抵波斯，都隶属于安西大都护府，使这一带都置于唐朝的直接统治之下。
显庆五年（660年），位于葱岭以西的西突厥都曼部降唐，朝廷派人去该部巡查。高宗龙朔元年（661年），又派遣吐火罗道置州县使王名巡视葱岭以西， 在于阗以西、波斯以东十六国，设置十六都督州府，统辖八十个州，一百一十个县，一百二十六个军府，并在吐火罗立碑记述此事。
龙朔二年（662年）之后，吐蕃和唐朝反复争夺安西四镇，此处多处易手，直到唐德宗贞元六年（790年），安西四镇相继陷落。咸亨元年（670年）四月，吐蕃军队攻陷了安西都护府。期间，唐朝也两次放弃安西四镇。武则天长寿二年（693年），王孝杰收复了安西四镇，在龟兹国恢复设置了安西都护府。此后，安西都护府的府衙才在龟兹稳固下来。
武则天长安二年（702年），北庭都护府设立，管辖原安西大都护府所辖天山北路、热海以西的西突厥故地，安息大都护府只管辖天山南路、葱岭以西的地区，以抵吐蕃对丝绸之路的北侵。
安西都护府所统率的精锐骑兵又称“安西兵”，唐肃宗至德年间（756年-758年），为平定安史之乱，唐政府在河西、陇右征兵，安西兵组成“安西行营”奉诏平叛， 帮助收复了两京。但由于安西、北庭及河西、陇右驻军大部内调，吐蕃乘机陆续占领陇右、河西，因此安西都护府与唐朝的通道中断，但安西四镇留守军队仍孤军坚守。
肃宗上元元年（760年），河西军镇多被吐蕃攻陷。有旧将李元忠守北庭，郭昕守安西都护府，二镇和沙陀、回鹘相依，吐蕃久攻不下。唐德宗建中元年（780年），李元忠、郭昕派遣使者间道奏事，德宗对其进行了嘉奖，封李元忠为北庭都护，郭昕为安西都护。随后，吐蕃急攻沙陀、回鹘部落，北庭、安西变得孤立无援，德宗贞元三年（787年），被吐蕃攻陷。
安西最后陷落的时间，始料并无确切记载，这可能不仅是情报断绝所造成的，而是事实上唐朝已经放弃了对安西的控制。安西四镇的于阗陷落于贞元六年（790年）。有学者推论，安西最后的陷落时间是唐宪宗元和三年（808年）。
安西都护、大都护列表以下列出历任安西都护和安西大都护。
●安西都护
初建之安西都护府共四任都护（640年-658年）：
第1任：乔师望（640年一642年，即贞观十四年至贞观十六年）：
第2任：郭孝恪（642年—649年，即贞观十六年至贞观二十三年）；
第3任：柴哲威（649年—651年，即贞观二十三年至永徽二年）
第4任：麴智湛（651年—658年，即永徽二年至显庆三年）
再建之安西都护府共7任都护（667年-685年）：
第1任：陶大有（乾封二年至总章二年，667年-669年）：
第2任：董宝亮（总章二年至咸亨二年，669—671）
第3任：崔智辩（咸亨二年至上元二年，671—675）
第4任：杜怀宝（咸亨二年至仪凤四年，671—679）
第5任：王方翼（调露元年至开耀元年．679—681）
第6任：杜怀宝（开耀元年至永淳元年，681一682）
第7任：李祖隆（永淳二年至垂拱元年，683—685）
三建之安西部护府共两任都护（689年-691年）：
第1任：咎斌（永昌元年至天授元年，689—690）
第2任：佚名都护（天授元年至天授二年，690一691）
安史之乱后可考之安西都护
朱某：765年--?
尔朱某：？—778年
●安西大都护
初建之安西大都护府共5任大都护（658年-667年）：
第1任：杨胄（显庆三年至龙朔二年，658年—662年）
第2任：苏海政（龙朔二至三年，662-663）
第3任：高贤(龙织三年至麟德元年，663-664）
第4任：匹娄式彻（麟德元年至二年，664-665）
第5任：裴行俭（麒德二年至乾封二年，665—667）
再建之安西大都护府共2任大都护（686年-689年）
第1任：王世果（垂拱二年至三年．686—687）
第2任：闽温古（垂拱三年至永昌元年．687—689）
三建之安西大都护府共12任大都护（693年-752年）
第1任：许钦明（长寿二年至万岁通天元年．693—696）
第2任：公孙雅靖（万岁通天元年至圣历元年，696—698）
第3任：田扬名（圣历元年至长安四年．698—704）
第4任：郭元振（神龙元年至景龙二年，705一708）
第5任：周以惮（景龙二年，708）
第6任：郭元振（景龙二年至景云元年．708一710）
第7任：张玄表（景云元年至开元二年，710一714）
第8任：吕玄璟（开元二年至三年，714一715）
第9任：郭虔瓘（开元三年，715）
第10任：靖德太子李琼（开元四年至十五年，716—727）
第11任：延王李？（开元十五年至二十五年 727—737）
第12任：李林甫（开元二十五年至天宝十—年，737?—752）
安史之乱后正式册封的安西大都护：
郭昕：（建中二年至不详，781年至不详）