На Пасху 628 года византийское войско во главе с императором Ираклием захватило столицу Атропатены — город Ганзак.
В сер. VII в. (между 639 и 643 гг. ) Атропатена была завоёвана Арабским халифатом и образовала отдельную провинцию в его составе.
Позднее территория Атропатена была ядром нескольких средневековых государств: Саларидов, Саджидов (879—929), Раввадидов. В 1092—1140 гг. входила в состав Сельджукского государства. После его распада на территории Атропатены образовалось государство Ильдегизидов. В XII веке эти земли входили в состав государства Хорезмшахов, затем были завоёваны монголами и вошли в состав государства Ильханов. В 1335—1432 гг. здесь правила династия Джалаиридов.