Vor der Einführung fremder Religionen waren in Xinjiang einheimische primitive Religionen und der sich daraus entwickelnde Schamanismus verbreitet. Bis heute sind unter einigen nationalen Minderheiten in Xinjiang immer noch in unterschiedlichem Grad die Vorstellungen und Bräuche primitiver Religionen und des Schamanismus präsent.

Um das 4. Jahrhundert v. Chr. gelangte der Zoroastrismus, nämlich das Feueranbetertum, das im alten Persien entstand und in China auch als Xian-Religion bezeichnet wird, via Zentralasien nach Xinjiang. In der Periode von den Südlichen und Nördlichen Dynastien bis zur Sui- und der Tang-Dynastie verbreitete sich die Xian-Religion in ganz Xinjiang, besonders im Gebiet Turpan. Damals richtete das Regime von Gaochang extra Organe und Beamtenposten ein, um die Verwaltung der Xian-Religion zu verstärken. Einige Nationalitäten in Xinjiang, die sich zum Islam bekennen, waren in der Vergangenheit Anhänger der Xian-Religion.

Um das 1. Jahrhundert v. Chr. gelangte der Buddhismus, der in Indien entstand, via Kaschmir nach Xinjiang. Kurz darauf entwickelte sich der Buddhismus dank der tat kräftigen Förderung seitens der Herrscher verschiedener Orte zur wichtigsten Religion in Xinjiang. In der Blütezeit des Buddhismus gab es in den Oasen am Rand des Tarim-Beckens zahlreiche Tempel und Klöster mit unzähligen Mönchen und Nonnen, und berühmte buddhistische Zentren wie Udun (Yutian), Shule, Qiuci und Gaochang bildeten sich heraus. Der Buddhismus in Xinjiang erreichte in Bereichen wie der Bildhauerei, der Malerei, der Musik, der Tanzkunst und der Baukunst von Tempeln und Grotten ein sehr hohes Niveau und hat ein umfangreiches wertvolles Kulturerbe hinterlassen und die Schatzkammer der Kultur und Kunst Chinas sowie der Welt bereichert.

Um das 5. Jahrhundert gelangte der Taoismus, der im Landesinnern Chinas sehr populär war, mit dem unablässigen Zustrom von Han-Chinesen nach Xinjiang. Er verbreitete sich allerdings nur in einem begrenzten Gebiet und war hauptsächlich in Turpan, Hami und anderen Regionen, wo sich die Han in verhältnismäßig großer Anzahl konzentrierten, populär. Erst in der Qing-Dynastie verbreitete er sich in ganz Xinjiang.

Um das 6. Jahrhundert gelangte der Monichäismus von Persien via Zentralasien nach Xinjiang. Mitte des 9. Jahrhunderts siedelten die Huihu, die den Monichäismus zur Staatsreligion machten, sich in Xinjiang an, was die Entwicklung des Monichäismus in Xinjiang förderte. Die Huihu, die sich zum Monichäismus bekannten, bauten im Gebiet Turpan Klöster, schufen Grotten, übersetzten klassische Werke und fertigten Wandmalereien an, um die Doktrin und die Kultur des Monichäismus zu pflegen. Um die Zeit der Einführung des Monichäismus gelangte auch der Nestorianismus, eine frühe Sekte des Christentums, nach Xinjiang. Allerdings verbreitete er sich in der Frühzeit nicht so weit. Erst in der Yuan-Dynastie (1206–1368), als er von vielen Huihu akzeptiert wurde, nahm er einen Aufschwung.

Ende des 9. und Anfang des 10. Jahrhunderts gelangte der Islam via Zentralasien nach Süd-Xinjiang. Mitte des 10. Jahrhunderts brach die Karahan-Dynastie, die sich zum Islam bekannte, einen Religionskrieg gegen das buddhistische Reich Udun vom Zaune, der über 40 Jahre dauerte. Anfang des 11. Jahrhunderts vernichtete sie Udun und führte den Islam ins Gebiet um Hotan ein. Von Mitte des 14. Jahrhunderts an wurde der Islam durch die forcierte Durchsetzung seitens des Khanats Qagatay, einen vom zwei ten Sohn von Dschingis Khan in den Westlichen Regionen gegründeten Vasallenstaat, allmählich zu der wichtigsten Religion der dort lebenden Mongolen, Uiguren, Kasachen, Kirgisen und Tadschiken. Anfang des 16. Jahrhunderts löste der Islam schließlich den Buddhismus ab und wurde zu der wichtigsten Religion in Xinjiang.

Nachdem der Islam die wichtigste Religion der uigurischen Nationalität und anderer Nationalitäten geworden war, verschwanden der Zoroastrismus, der Monichäismus und der Nestorianismus allmählich in Xinjiang. Der Buddhismus und der Taoismus existierten jedoch weiter. Von der Ming-Dynastie an nahm der tibetische Buddhismus sogar eine gewaltige Entwicklung und wurde neben dem Islam die wichtigste Religion in Xinjiang. In den letzten Jahren des 17. Jahr hunderts vernichtete Apakhoja, der Anführer der islamischen Fraktion Aktaglik, mit Hilfe der Kräfte des tibetischen Buddhismus die Kräfte der Fraktion Karataglik, seine politischen Gegner, und richtete das Khanat Yarkan, ein von den Nachkömmlingen des mongolischen Khans Qagatay zwischen 1514 und 1680 errichtetes lokales Regime mit dem heutigen Shache als Zentrum, zugrunde, was zeigt, wie stark die Kräfte des tibetischen Buddhismus zu jener Zeit waren. Etwa im 18. Jahrhundert gelangte das Christentum nach Xinjiang, und der Buddhismus, der Taoismus und der Schamanismus entwickelten sich ebenfalls ziemlich schnell. In den Gebieten nördlich und südlich der Tianshan-Bergzüge gab es überall Klöster, Moscheen und Kirchen dieser Religionen, einige Moslems konvertierten sogar zum Christentum und zu anderen Religionen.

Obwohl sich die Religionen in Xinjiang ständig veränderten, wurde die Situation der Koexistenz von mehreren Religionen, die sich nach der Einführung fremder Religionen herausgebildet hatte, stets aufrechterhalten. Heute gibt es in Xinjiang hauptsächlich den Islam, den Buddhismus, einschließlich des tibetischen Buddhismus, das Christentum und den Taoismus. Der Schamanismus hat unter einigen Nationalitäten immer noch einen recht großen Einfluss.