Le contact est renoué par l’histoire sassanide : au Ve s., Wahrām v, à l’occasion de ses campagnes contre les nomades du nord-est qui redeviennent remuants, étend temporairement sa domination sur une partie de la rive gauche (on n’a cependant pas encore de confirmation archéologique). La dynastie locale des « Afrighides » est attestée rétrospectivement à partir du début du IVe s. En 570 une ambassade byzantine chez les Turcs passe par le Khorezm et le mentionne. De leur côté les sources chinoises ne parlent alors que des confédérations nomades au nord et à l’Est du Khorezm : Kangju (au Kazakhstan) et Yentsai (les Alains du bas Syr-darya) ; le Khorezm en tant que tel n’y apparaît qu’au VIIe s., comme un appendice de la Sogdiane.
La conquête arabe survient en 712. La dynastie afrighide, qui a accepté l’Islam, subsiste jusqu’en 995 mais son ancienne capitale, Kath, tombe peu à peu dans l’Amu-darya ; le gouverneur musulman réside sur l’autre rive à Urgench, qui devient l’une des principales villes du califat oriental. Le pays entretient des relations commerciales avec les Khazars, avec les Slaves (le vieux mot russe pour « musulman », busurman, est chorasmien). Il exporte ses produits (le nom du tissu organdi vient d’Urgench), il exporte aussi de grands savants : al-Khwārizmi qui a donné son nom aux algorithmes ; al-Biruni, le seul à avoir écrit sur les traditions de son pays, de son propre aveu pour arracher à l’oubli ce qui pouvait encore l’être. On lui doit, dans sa Chronologie, la liste des anciens rois, une présentation du calendrier et des fêtes ; dans sa Nihāyat, une reconstitution remarquablement exacte du processus géologique du déplacement du delta de l’Amu-darya, appuyé par la découverte de fossiles (« oreilles de poissons »).