《宋史·地理志》中记载，983年，宋太宗基本恢复了汉唐时期的疆域，只有“燕、云十六州”还不曾收复。这应该是燕云十六州一词最早的出处，而燕云十六州之所以成为一个特定的称谓还是拜著名的“儿皇帝”石敬瑭所赐。
933年的冬天，后唐明宗李嗣源去世，其子李从厚继位，李从厚继位之后就开始实行换镇政策，试图削藩，其中将李从珂从凤翔调到河东，这激起了李从珂的不满，于是李从珂起兵反叛，李从厚仓皇出逃后还被河东节度使石敬瑭变成了真正的孤家寡人，之后李从珂派人杀死李从厚而自己登基，成为后唐末帝。
继位之后的李从珂和河东节度使石敬瑭彼此忌惮，两人曾经算得上是李嗣源的左膀右臂，作战英勇，而且李从珂是李嗣源的养子，而石敬瑭是李嗣源的女婿，两人过去就暗地里争功。现在李从珂成为皇帝，彼此的地位发生了很大的变法，谁也不放心谁。
李从珂试图困住石敬瑭，好在有其妻永宁公主的居中斡旋才让石敬瑭顺利回到了河东，从此石敬瑭装病不出，但这仍旧不能消除李从珂的猜忌。后来两人的猜忌升级，李从珂下令石敬瑭换镇，而石敬瑭上表请求李从珂将皇位让给李嗣源的亲儿子李从益。
矛盾不可调和的结果是李从珂派兵攻打太原，而石敬瑭也选择反叛。在矛盾还没有激化到这个地步的时候，李从珂曾问计于李崧和吕琦，两人建议李从珂与契丹议和，送点钱财，笼络契丹，这样石敬瑭就会心生忌惮，不敢反叛，两人还草拟了《遗契丹书》，等着李从珂派人去契丹，只是后来李从珂改变了主意。
等到李从珂和石敬瑭必有一战的时候，石敬瑭在桑维翰的建议下求助于契丹，为了防止契丹选择帮助李从珂，石敬瑭是下了血本的：向契丹称臣、父事契丹，并且约定成功之后，割地给契丹。
《资治通鉴》记载：“割卢龙一道及雁门关以北诸州与之。”而《旧五代史》记载：“愿以雁门已北及幽州之地为寿。”
当时石敬瑭的部下刘知远（后汉开国皇帝）还曾劝说石敬瑭只向契丹称臣，再送上金帛就完全可以说动契丹出兵，但是石敬瑭并没有采纳这个建议，他想的是只许胜不许败。这正是耶律德光求之不得的机会，于是他第一时间答应出兵帮助石敬瑭，亲自领兵五万兵马支援石敬瑭对抗唐军。自然结果就是石敬瑭胜了，后晋建立后，石敬瑭按照约定向契丹称臣称子，每年给契丹运输三十匹帛，并割地。
《旧五代史》和《资治通鉴》都记载：“割幽、蓟、瀛、莫、涿、檀、顺、新、妫、儒、武、云、应、寰、朔、蔚十六州入于契丹。”
这十六州就是燕云十六州，实际上早在唐朝末期，幽州这一带曾有一个割据政权，即桀燕，是由刘仁恭和刘守光父子建立的一个政权，不过因为这对父子俩行事奇葩、荒唐并且残暴不仁，桀燕在913年就被李存勖所灭。后来幽州这一块就一直在后唐的控制之内，然后到了后唐末期，石敬瑭为了对付李从珂，就把燕云十六州许给了契丹。
燕云十六州位于现在的山西北部、河北北部以及北京、天津北部地区。具体来说：
太行山西北有：朔州（山西朔县）、寰州（山西朔县东马邑镇）、云州（山西大同）、应州（山西应县）、蔚州（山西灵丘）、新州（河北涿鹿）、武州（河北宣化）、妫州（北京怀来）、儒州（北京延庆）；
太行山北支的东南有：顺州（北京顺义）、檀州（北京密云）、幽州（北京市）、蓟州（天津蓟县）、涿州（河北涿县）、莫州（河北任丘）、瀛州（河北河间）。
