1、張議潮
沙洲敦煌人，出身當地豪族，少有大志、論兵習武，崇拜曾經經略河西、安西的名將封常清。安史之亂後，唐朝廷無力西顧繼續經營河西，實力強大的吐蕃趁機蠶食吞併，在781年左右完全佔據了河西諸州。
吐蕃對河西的統治相當殘酷，當地百姓都淪為了吐蕃人的奴僕，隨意驅使和殺戮，因此百姓都心懷故國，人心思唐。對於這一切，出生於799年的張議潮也感同身受，並逐漸堅定了設法迴歸唐帝國的決心，暗中積蓄力量。
進入9世紀中期，天災加內部動盪，吐蕃國力衰退，給了唐帝國恢復疆域的機會。847年，有著小太宗之稱的唐宣宗李忱登基，唐軍立即在鹽州大敗吐蕃軍，第二年又收復三州七關。張議潮與河西百姓都很受鼓舞，等待著時機到來。
就在這時，剛剛兵敗不久的吐蕃尚恐熱帶著5000騎兵，來到河西大肆劫掠，激起民憤。50歲的張議潮趁機起兵，驅逐吐蕃軍佔據沙洲。隨後，張議潮自稱兵部尚書，依靠河西百姓、當地僧侶、豪傑等，在851年之前收復了瓜、伊、西、甘、肅、蘭、鄯、河、岷、廓等10州土地。
851年八月，張議潮派出其兄張議潭為首的使團入朝，獻上十一州圖籍。至此，除涼州以外，陷於吐蕃近百年之久的河西地區復歸唐朝。唐宣宗在沙洲設歸義軍，任命張議潮為節度使，封南陽郡開國公，食邑二千戶。
858年八月，張議潮命其侄張淮深率7000人東征，經過三年血戰最終收復涼州。863年，唐朝廷恢復河西節度使設定，由張議潮兼領。此後，張議潮一邊抵禦吐蕃的反撲，一邊發展生產經營河西，使得河西諸州局面穩定。
867年二月，69歲的張議潮主動前往長安為質，代替去世的兄長張義潭，被授為右神武統軍，加官司徒，遙領河西節度使，侄兒張淮深擔任節度留後。872年八月，張議潮在長安去世，享年74歲，結束了英雄傳奇的一生。
2、張淮深張議潮哥哥張議潭的兒子，張議潮入朝為人質後，張淮深繼任掌管歸義軍事務。張淮深曾經率軍苦戰3年收復涼州，軍事能力很強。在任期間，張淮深多次擊敗甘州回鶻的叛亂。
但西州回鶻崛起，並於876年攻陷伊州，使得歸義軍控制範圍大幅縮減，成為歸義軍衰落的根源。890年，張淮深去世。死因有兩種說法，一說是張議潮女婿索勳殺害，另一說是張淮深捲入朝廷權力爭奪被賜死。
3、張淮鼎張議潮之子，由索勳擁立，繼任歸義軍節度使。在任不過2年多，就病死了。
4、索勳張議潮女婿，出身敦煌望族索家。長期擔任沙州刺史，是歸義軍內的實力人物。張淮鼎死後，本來應當由其子張承奉繼立，但索勳卻篡權自立為節度使。
索勳的自立，引起眾人不滿。尤其是張議潮第十四女、李明振之妻，她在894年派三個兒子發動政變，殺死了索勳，歸義軍再起動盪。
5、張承奉張議潮孫子、張淮鼎幼子，894年由自己的姑姑一家（涼州司馬李明振家）發動政變擁立。第二年，張承奉剷除李氏勢力，開始掌權。自張淮深敗於回鶻之後，歸義軍的實力已經大不如前，控制的地盤不過沙洲、瓜州而已，即便張承奉志向遠大，也無可奈何。
在朱溫篡唐自立後，張承奉不予承認，在歸義軍建西漢金山國，自號白衣天子、金山國聖文神武帝。朱溫於是慫恿本就與歸義軍爭奪領土的甘州回鶻連連發動戰爭，實力不濟的歸義軍連吃敗仗，最後只剩下敦煌孤城。911年，張承奉被迫向甘州回鶻投降，成為回鶻可汗的兒皇帝，西漢金山國改稱敦煌國。
但張承奉治下的歸義軍，也不是全部一敗塗地。910年七、八月間，張承奉派出軍隊徵樓蘭，西出陽關獲得七屯城(米蘭古城)、鄯善城和新城等三城，並在鄯善恢復了石城鎮的建制，重新打通了與于闐之間的商道。
914年，張承奉病死，統治歸義軍達到20年之久，但遺憾的是他後繼無人，張氏歸義軍也已經式微。