184年，黄巾起义爆发，天下大乱，军阀割据、群雄逐鹿。建安十三年（208年），赤壁之战后，曹刘孙三分天下之势开始形成。汉献帝只是一个傀儡皇帝，朝廷真正实权掌握在曹操手中。建安25年（220年）春正月庚子，曹操去世，其世子曹丕继任汉丞相，袭封魏王。同年十一月，曹丕迫汉献帝"禅让"帝位，东汉结束。而曹丕篡汉建立魏后，割据益州的汉朝宗室刘备随即称帝，宣布继承汉朝法统，史称蜀汉。江东孙权虽向魏称臣，内政外交皆自主，几年后孙权亦称帝，国号吴，三国时代正式开始。
266年，晋王司马炎胁迫魏元帝曹奂禅让帝位，改国号曰"晋"，定都洛阳，是为晋武帝，史称西晋。280年，西晋灭孙吴而统一天下，但和平稳定的局面只维持了短短十几年。晋惠帝继位后，朝廷渐乱，领有军权的诸候王纷纷动乱，史称八王之乱。晋朝元气大伤后，内迁中原的诸外民族乘机举兵，造成五胡乱华的局面，大量百姓与世族开始南渡。316年，西晋灭亡，北方从此进入五胡十六国时期。317年，晋室皇族司马睿于建康称帝，定都建康（即今南京），是为晋元帝，史称东晋。
在北方，入主中原众多民族中，以匈奴、羯、鲜卑、羌及氐为主，统称五胡。他们在这个范围内相继建立许多国家，而北魏史学家崔鸿以其中十六个国家撰写《十六国春秋》（五凉、四燕、三秦、二赵，成汉、胡夏为十六国），于是后世史学家称这时期为"五胡十六国"。
前秦于淝水之战崩溃后，代王拓跋什翼犍之孙拓跋珪举兵复国，都盛乐，改国号为"魏"，史称北魏。423年拓跋珪之孙魏太武帝拓跋焘继立，在解除北方柔然的威胁后，开始统一华北。439年，北魏攻灭北凉，北方一统。北方进入"南北朝时期"。
