Les territoires constituant le Niger actuel entrent ensuite dans l’histoire avec l’établissement de relations transsahariennes au Moyen Âge, vers le Maroc, par la vallée du Niger et Tombouctou (empires du Mali et du Songhaï), vers la Tunisie (Ifriqiya) à travers le Sahara central, et vers la Libye et l’Égypte par le Fezzan et le Tchad (empire de Kanem-Bornou et États haoussa). Cette diversité explique la permanence des deux grands pôles de développement culturel et économique du pays : la vallée du Niger (Niamey), et le bassin du Tchad (Zinder).

Le commerce régional porte sur l’échange de sel et de mil entre le Sahara central riche en gisements de sel et la savane, productrice de mil, ainsi que sur la noix de cola produite dans les zones forestières. Ses voies de communication sont très tôt pénétrées par les missionnaires musulmans, puis contrôlées par les nomades islamisés (Touareg, Toubou). Les États haoussa islamisés dominent le Niger méridional du xe siècle au début du xixe siècle, époque à laquelle ils sont soumis par la guerre sainte des Peul menés par Ousman dan Fodio. Les Songhaï exercent une forte influence sur la vallée du fleuve durant la dernière partie du Moyen Âge, tandis que l’empire de Kanem-Bornou domine la frontière orientale. Les Touareg arrivent par vagues de l’Aïr à partir du xie siècle environ, se répandent dans l’Azawagh et commencent à lancer des raids sur les sédentaires du Sud ; au xve siècle, ils établissent un sultanat à Agadez.