Míg az 5. és 6. században töredékes bizonyítékok vannak a fal mentén folyó tevékenységről, nehéz világos képet alkotni arról, hogy mi történt a Római Birodalom után.
Az 5. és 6. században Britannia keleti részeit Észak-Európából származó emberek gyarmatosították, akiket ma angolszászoknak nevezünk. A régészeti leletek arra utalnak, hogy ez a betelepülés Dél-Angliában nagyobb mértékű volt, mint északon, de az angolszász anyagi kultúra első nyomai az 5. század közepén-végén Yorkshire-ben találhatók.
Northumbria térképének nagyobb változata
Az 5. és 6. században számos kisebb királyság alakult ki Britannia határvidékén. Ezek közül néhánynak a nevét ismerjük, bár soknak az idők során elveszett a neve. A mai Yorkshire-nek megfelelő területen volt Deira királysága, a mai Northumberland megye területén Bernicia, a mai Cumbria megye területén pedig Rheged. Végül ezek mind a Northumbriai királyság részévé váltak.
Egy hagyomány feljegyezte, hogy Kr. u. 547-ben Ida angol “király” elfoglalta Bamburgh-ot, és Bernicia királyai Ida-ra vezetik vissza dinasztiájukat. A 8. században író Tiszteletreméltó Bede szerint Aethelfrith, Ida unokája volt az, aki a legnagyobb terjeszkedést hozta Berníciában. Ian Wood történész szerint Bernicia központja a Tyne folyó és a Hadrianus fal keleti vége lehetett.
A 6. században számos csata után Bernicia és Deira egyesült a Northumbria királysággá. Northumbria egyesített ereje hatalommá tette, és a királyság úgy terjeszkedett, hogy egész Közép-Britanniát uralta, egy olyan területet, amely általában megfelel a római Britannia határzónájának, amelynek központja a Hadrianus fal volt.
Vannak arra utaló jelek, hogy Hadrianus fala a 6. és 7. században is szerepet játszott. Oswald (Northumbria királya 634-641/2 között) például Hadrianus falát használta serege táborozásának védőszárnyaként a Chesters erőd melletti Heavenfield-i csata előestéjén, Kr.u. 635 körül.
Northumbria volt talán a legerősebb és legsikeresebb a római kor utáni Britanniában kialakult korai királyságok közül. Olyan nagyszerű műalkotásokat hozott létre, mint a Lindisfarne-i evangéliumok, és a northumbriai királyok által támogatott gazdag kolostori alapítványok Európa legkiválóbb tudósait hozták létre. Bede a Monkwearmouth és Jarrow ikerkolostorok szerzetese volt, és számos más eredménye mellett nagymértékben felelős a Kr.e. és Kr.u. közötti datálási rendszer használatáért Nyugaton. A yorki Alcuint Nagy Károly a 8. század végén a Karoling udvar vezető tudósává választotta.
A Northumbria hatalmát és befolyását végül meghaladta Mercia és Wessex királysága, és a későbbi 9. és 10. században a viking invázióktól is szenvedett.
A legújabb kutatások azonban azt javasolják, hogy Northumbria sikere nagyrészt annak a stabilitásnak és harci hagyománynak volt köszönhető, amelyet Hadrianus fala és Észak-Britannia határvidéke biztosított a római kor utáni Britannia következő királyai számára.