酒泉南山的小月氏，归属汉朝后，服从汉朝的调遣，参与各种事务。神爵元年（前61年）西羌大起义爆发，诏酒泉太守“破羌将军（辛）武贤将兵六千一百人，敦煌太守快将二千人，长水校尉富昌、酒泉侯奉世将媾、月氏兵四千人”，出征西羌。婼即婼羌，是居于张掖、酒泉间的婼羌人。“起酒泉、张掖以隔婼羌，裂匈奴之右臂”，即指这支婼羌。仅冯奉世所领婼羌、月氏兵共四千人，每族以二千计，当时参与军队的小月氏达二千人；按一户一丁、五口人计，小月氏人已在万人以上。
居延汉简387·1，甲1793条简文记：“小月氏、印羌人”。武帝时，汉置居延、休屠以卫酒泉，居延为防御匈奴南下的要塞。后来，酒泉小月氏人有至居延屯戍者。
至西汉末年，小月氏的人口又有发展，在河西地区已经起着重要作用。
（二）东汉时的小月氏
东汉初年，窦融称河西五郡大将军，属下就有一大批小月氏兵。建武八年（32年），光武帝刘秀西征天水隗嚣，窦融从河西“率五郡太守及羌虏小月氏等步骑数万，辎重五千余辆，与大军会高平第一（宁夏固原）”。小月氏兵的具体数字不详，总在数千。战后，小月氏等随大军西还所镇。
后来，部分小月氏人越祁连山南入湟中。早在西汉宣帝时，有诏令酒泉侯冯奉世等“人鲜水北句廉（祁连）上”，镇压西羌的计划；湟水流域的羌人也曾出精骑至酒泉、敦煌的祁连山北坡强收小麦，可见湟水流域、青海湖地区和祁连山北的酒泉、敦煌间通过托兰河和疏勒河谷的交通是早已通行的。但是，经西汉之世，小月氏并未进入湟中，直至王莽设立西海郡，下辖五县，也未见小月氏在青海湖周围和湟水地区活动的记载。当时，小月氏还在酒泉、敦煌郡的管辖之下。
东汉前期，北匈奴频繁南下，“河西郡县城门昼闭”。与此同时，湟中地区出现了小月氏人的活动。《后汉书·邓训传》记：“先是小月氏分居塞内，胜兵者二三千骑，皆勇健富强，每与羌战，常以少制多。虽首施两端，汉亦时收其用。”邓训任护羌校尉始于章和元年（88年），此“先是”所指应在汉明帝、章帝年间（58～88年），三十年间人居湟水流域的小月氏，已是拥兵二三千骑、人口万余人，兵强马壮的一支重要力量，与汉朝关系密切。当时，西羌首领迷唐率兵来攻邓训，欲迫使小月氏兵冲锋在前。有人提出纵羌胡相攻，互相残杀，邓训以为不然，令不得战，“遂令开城及所居园门，悉驱群胡妻子内之，严兵守卫。羌掠无所得，不敢逼诸胡，因即解去。”邓训这次采取的保护小月氏等诸胡的行动，立即引起了小月氏等诸胡的信任和感激，表示愿听命于邓训。训遂抚养其中少年勇者数百人，以为义从兵，这是汉代义从兵制的开始。义从兵中有小月氏，也有卢水胡。
当时，湟中地区的主要矛盾是汉朝政府与西羌各部落的矛盾，东汉政府在统一金城郡、陇西郡的过程中，血腥镇压了先零、烧当等羌部落，西汉时兴起的先零羌。已呈部落离散的状态，接着而起的烧当等羌，又不断遭到东汉的排挤与压榨，以烧当为首的诸部一次又一次起来反抗东汉的压迫、屠杀，战争接连不断。小月氏与卢水胡等新迁民族夹于其中，有时依附于诸羌，有时归属汉朝，邓训“赏赂离间”的策略，只能起一时的作用，但不能从根本上改变东汉政府实行民族压迫的总政策。永元四年（92年）邓训死，聂尚、贯友、史充、吴社、周鲔依次接任护羌校尉，小月氏或被官军征发，参与镇压羌人的战争，或依附于羌人的反抗行动。汉朝的政策一方面利用其维护汉朝的统治，另一方面“隔塞羌、胡交关之路”，使其与西羌的关系疏远，限制其发展。
汉安帝永初元年（107年）、顺帝永和二年（137年），桓帝建和二年（148年），西羌爆发了三次大规模的起义。这三年实际是起义过程中掀起浪潮的标志，而各地的反抗斗争几乎没有中断。诸胡中的小月氏或参加西羌起义，转战于凉州、并州、司隶、益州，或被官军征发参加镇压羌人的战争。史书记载起义的军队，多是羌、胡并列，官军也有羌、胡兵，仅护羌校尉庞参就有羌、胡兵七千余人。其中的胡包括小月氏。越到后期，双方争夺诸胡的斗争更加突出，阳嘉四年（134年）马贤发羌、胡兵击杀羌首领良封，永和三年（138年）烧当羌那离“复西招羌、胡”。五年（140年），且冻、傅难种羌“与西羌及湟中杂种羌胡大寇三辅”。建和二年（148年）“西羌及湟中胡复叛，为寇益州”。争夺的结果，随着东汉政府的衰败，诸胡与西羌的关系更加密切。中平元年（184年）北地先零羌及河湟羌胡起义爆发，“共立湟中义从胡北宫伯玉、李文侯为将军”，攻占金城。北宫伯玉是卢水胡还是小月氏胡，无法断定，但说明迁入惶中的诸胡，不仅势力得到发展，而且与羌人杂居，关系非常密切，得到羌人的信任与拥护。
随着起义的发展，羌、胡兵东至三辅，南入益州，凡是羌人深入到的地方，就有卢水胡和小月氏参与其间。从此，小月氏人从湟中发展到三辅、蜀西北。小月氏在向东发展中，董卓起了推动作用。卓是陇西临洮人，少游羌中，与羌胡关系密切。河湟羌胡起义后，卓为汉破虏将军，在天水一带镇压羌胡，数年间，部下就有大批“湟中义从及秦胡兵”。郑太对卓陈词十条，第七条云：“且天下强勇，百姓所畏者，有并、凉之人及匈奴、屠各、湟中义从、西羌八种，而明公拥之，以为爪牙。”“湟中义从”成为董卓兵力的主要成分之一。董卓失败后，其所领的小月氏胡散居内地。
（三）魏晋十六国时期的小月氏
《三国志·蜀书·后主传》注引《诸葛亮集》载建兴五年（227年）刘禅诏书云：“凉州诸国王各遣月支、康居胡侯支富、康植等二十余人诣受节度，大军北出，便欲率将兵马，奋戈先驱。”这是小月氏胡人以支为姓的最早记载。月氏、康居均称“凉州诸国王”，自然是凉州境内的居民，非西迁的大月氏和昭武九姓中的康国。凉州当时已属曹魏，而小月氏王遣使至蜀，愿共同伐魏，除忠于汉室的正统观念外，在与同魏接触十余年间，对魏军不满，恐怕大有关系。
《三国志·魏书·张既传》：黄初元年（220年）“凉州卢水胡伊健妓妾、治元多等反，河西大扰。”而《文帝纪》黄初二年（221年）冬十月条注引《魏书》又称：“十一月辛未，镇西将军曹真命众将及州郡兵讨破叛胡治元多，卢水封赏等，斩首五万余级，获生口十万。”前者卢水胡冠于伊健妓妾之首，治元多或可释为卢水胡，或释为别族，而后者则称治元多为叛胡，而卢水胡仅指封赏，可见治元多并非卢水胡，疑是他族。《蜀书·后主传》延熙十年（247年）条记：“凉州胡王白虎文、治无戴等率众降，卫将军姜维迎逆安抚，居之繁县。”《姜维传》称其为“胡王治无戴等举部落降”，维“欲诱诸羌、胡以为羽翼”，可见来降者甚众。刘后主诏书中有凉州诸国王月氏、康居各遣使诣蜀，《蒋琬传》又称凉州“羌、胡乃心思汉如渴”，此降蜀之胡王治无戴应与月支使者支富为同族，支、治一音之转，各书写法不同而已。由此上溯，魏初凉州起兵的治元多，也是支姓，即支元多。东汉末，金城、西平、武威等地的卢水胡、小月氏，以湟中为中心，连成一片，当卢水胡伊健妓妾起兵时，小月氏人治元多参加，治元多被称为叛胡，与卢水胡人封赏区别开来。《三国志》成书仓促，支、治混一，至《晋书》，则无治姓了。
晋怀帝永嘉三年（309年），“平阳人刘芒荡自称汉后，诳诱羌戎，僭帝号于马兰山。支胡五斗叟、郝索聚众数千为乱，屯新丰，与芒荡合党，寻为晋军镇压。刘为匈奴，称帝马兰山（陕西铜川北），马兰为各族杂居区。支胡起兵后屯新丰（陕西临潼东），此支胡当居于关中。前赵刘曜都长安，置单于台于渭城，左右贤王以下皆以胡、羯、鲜卑、氐、羌为之，关中少数民族大多置于单于台治下。部下有尚书郝述、都水使者支当。郝姓在匈奴中有，卢水胡中有，支胡中也出现，而支姓当为小月氏人无疑。
与此同时，上党武乡羯人石勒起兵，招集十八勇士，号称十八骑，有汉、匈奴、羯人，还有小月氏人支雄、支屈六。刘渊封石勒为晋王，支雄任将军，勒称赵王，雄以中垒将军，与王阳“专明胡人辞讼”。石虎（季龙）立，雄为龙骧大将军。石季龙部下还有一位小月氏人支重，于晋永和五年（349年）为晋所俘。小月氏人在前赵、后赵政权中，都起过重要的作用。
这批小月氏人的来历，《唐故江州寻阳县丞支公（光）墓志铭并序》称：光“其先琅邪人，后赵司空始安郡公日雄七世孙也。永嘉之乱，衣冠违难，鳞萃江表，时则支氏浮江南迁。其后派别脉分，因居吴郡属邑。”琅邪是小月氏右苴渠王封侯所在，从酒泉至琅邪时带有部分族人。元封四年（前107年）封侯，太初元年（前104）死，侯除，历时四年。随从族人落户琅邪，历四百余年至支雄，成为后赵创业名将。又《唐故鄂州司士参军支君（叔向）墓志铭并序》称：“其先琅邪人，居云阳。晋末崩离，遁累叶于江表。”可见西晋末年，琅邪小月氏人族众散离，部分西迁，至陕西寻求同族，而支雄则参加石勒起兵，转战黄河流域。其余部众随晋室南迁，流寓江表。琅邪小月氏如此，而随瓤滠侯居于河东者，历汉、魏、晋三代，也应有所发展，他们与冯翊杏城等地的支胡有无关系，还待继续考察。
氐人苻坚建立前秦，冯翊护军郑能进所撰《邓太尉碑》中列举杂户七千，夷类十二种中第六种即为支胡。立碑人列举甚众，皆有官职，但其中不见支姓，可见小月氏势力很小，尚未进入前秦冯翊官场。
北魏太和十七年（493年）关中发生了一次较大规模的小月氏起义。对此，《南齐书·魏虏传》记载最详，云：
北地人支酉聚数千人于长安城北西（《通鉴》作“石”）山起叉，遣使告（齐）梁州刺史阴智伯。秦州人王度人（《通鉴》作“王广”）起义应酉，攻获伪刺史刘藻，秦雍间七州民皆响震，众至十万，各自保壁，望（齐）朝廷救其兵。宏遣弟伪河南王斡、尚书卢阳乌击秦、雍义军，斡大败。酉迎战，进至咸阳北浊谷。围伪司空长洛王缪老生（穆亮，字老生），合战，又大破之，老生走还长安。酉等进向长安，所至皆靡。遣伪大将杨大眼、张聪明等数万人攻酉，酉、广等并皆杀。（《通鉴》依《魏书》作“酉等进向长安，卢渊、薛胤等拒击，大破之。降者数万口。渊唯诛首恶，余悉不问，获酉、广，并斩之。”）
据《魏书·卢渊传》：仅卢渊所将兵力为七万，优于义军。义军正逢南齐武帝死，失去援助，故遭失败。