263年，魏攻蜀，直抵成都，後主劉禪降魏，蜀漢亡。兩年之後，司馬炎逼魏元帝曹奐禪位，自稱皇帝，建立晉王朝，史稱西晉。晉太康元年（280年），出兵滅掉了孫吳。至此，三國鼎立的局面宣告結束，歷史又進入了一個新的統一時期。
（1）西晉的宗室分封
在行政區劃方面，西晉政權延續了三國時期的州——郡——縣三級制。
然而，西晉的統一時間非常短暫，從晉武帝司馬炎太康元年（280年）滅吳算起，到惠帝永寧元年（301年）「八王之亂」爆發止，一共才有二十一年的時間。西晉王朝短命的原因當然是多方面的，但是與西晉初年分封宗室王的舉措是無法脫掉干係的。
西晉建立以後，為了避免重蹈曹魏宗室失位、藩王無權的覆轍，保證王朝統治的長治久安，晉武帝司馬炎在當上皇帝不久，便下令分封宗室二十七人為王，以郡為國。在這二十七人當中，沒有一個是皇子，除去三人是皇弟外，其他的二十四人都是乃祖司馬懿的子弟，也就是司馬炎的叔祖、叔父、從伯叔父等人，因此他們被稱為宗室王或宗王。這一做法與西漢只有皇子與皇兄才能受封為同姓王的定規大為不同，這主要是因西晉初年的特殊情況所決定的。
其時，晉武帝沒有皇子可以封王，但是如果要加固「磐石之宗」以拱衛皇權，分封宗室為王也就成為了一種退而求其次的辦法。另外，與一般的開國皇帝不同，司馬炎的這個皇帝位子做得很現成，司馬氏替代曹魏的工作早在他的祖父司馬懿和他的父輩司馬昭、司馬師兩代人的手中即已完成，而司馬懿的許多子弟為此事都曾付出辛勞，司馬炎為表達對這些人的酬謝，也不得不把他的這些叔祖、叔父、從伯叔父等分封為王。
然而，由於這些宗室王與皇帝的關係不夠親近，實際上要達到拱衛皇室的功效，是極其難以實現的。所以西晉初年分封宗室為王的做法，自然是一失策之舉。不過，這個錯誤形成的後果還不是很大。因為當時宗室王的封域不大，只有一郡大小的地方，而且不掌握地方政權，所食的租稅也很有限，積聚不了雄厚的財力。如果僅僅是這些，還不會對中央政權構成太大的威脅。晉武帝所犯的大錯，則是讓宗室王們到地方上去做一些重要的州的都督，鎮守一方。這本來是一種帶有安撫性的做法。因自從武帝泰始元年分封以後，宗室王雖然一度對防止異姓勢力發展、進而篡奪皇權起到了一些遏製作用，但是隨著時間的推移，他們與皇權之間的矛盾也漸趨明顯。面對日益發展的宗室王的勢力，晉武帝想出了對付這些宗室王的兩種辦法：一是開始分封皇子為王，以此來分奪宗室王的權力；一是責令本來呆在京城的宗室王，到他們各自所分封的王國去住，以使他們遠離政治權力的中心。但是當時京城生活條件優越，宗室王們都不願意到他們自己的王國去。為了緩和這些宗室王們的不滿情緒，晉武帝便採用了增加食邑的戶數、在封國內設置軍隊，以及「使軍國各隨方面為都督」等一系列安撫的措施。然而這樣一來卻給這些宗室王們提供了一個將軍政大權總攬於一身的絕好機會，逐漸形成了足以和中央皇權抗爭的一股政治勢力。
西晉時期，在郡國之上設有大約二十個州，重要的州又設有作為軍事首長的都督，有的都督區轄有好幾個州的地盤，權力很大。為了對付這些既握兵權，又掌民事，飛揚跋扈，稱雄一方，同時又覬覦皇帝寶座，圖謀不軌且出任都督的宗室王，有效的辦法也只有一個，即以親制疏，提高皇子王的地位，使之有能力與宗室王相抗衡。為此，晉武帝採取了兩條具體措施：其一是讓這些皇子王都到自己的封國里去，各自領州，擔任都督，藉此來分奪宗室王都督的權勢；其二是打破自西漢中期以來只以一郡為國的舊規，擴大皇子王的封國領域，使皇子王國轄有二三郡，甚至三四郡之地，這是自從西漢景帝以來一直未曾出現過的現象，與當時宗室王僅領一郡之地形成明顯的對照。
晉武帝採取上述安排的初衷，本來是想讓皇子王們形成一個強大而有力的集團，用來對付宗室王集團，從而拱衛中央皇權。但是晉武帝無論如何也沒有預料到的是，他寄予厚望的這些皇子王們同樣各個心懷叵測，妄想有朝一日自己也能當上皇帝，因此，晉武帝的這一措施並未能產生預期的效果。相反，倒是在他去世之後，皇子王與宗室王兩大集團之間因存在的利益衝突而矛盾日趨激化，終於在白痴的晉惠帝當政期間，爆發了一場司馬氏家族內部的大爭鬥。當時的汝南王司馬亮、楚王司馬瑋、趙王司馬倫、齊王司馬冏、長沙王司馬乂、成都王司馬穎、河間王司馬顒、東海王司馬越為爭奪中央政權而彼此兵戈相見，上演了長達十六年之久的「八王之亂」。這場統治集團內部的混戰，使中原地區遭到很大破壞，廣大人民深受其害。西晉王朝的腐敗統治，又導致了民族間的戰亂，最終皇子王集團與宗室王集團與西晉王朝一起走向了滅亡，只剩下宗室王系統的琅邪王司馬睿到江東建立起偏安一隅的政權，以延續晉的正統，而廣大的北方，則長期陷入了五胡十六國的混亂動蕩之中。
從西漢與西晉這兩次相隔數百年的分封諸侯王的事件中，可以看出，行政區劃（包括諸侯王國這種特殊的行政區劃）的範圍大小的變化，可以作為一種統治者使用的政治手段。西漢為了加強皇權，走的是一條逐步削減王國封域的道路；而西晉為了達到增加局部地方權力的目的，則採取了擴大王國封域的辦法。很不幸的是，這兩次分封都引發了內亂，都沒有起到統治者最初想要起到的功效。這說明在郡縣制推行的時代，再來複古，把土地分封給諸侯王，已經不再合乎時代的潮流了。因此，人們吸取了漢晉兩代的教訓，從隋代以後，這一制度便永遠消失了，剩下的只是徒具象徵意義的對皇子的虛封爵位，而不再讓他們實際領有土地了。
（2）永嘉二十一州
西晉時期，州是地方最高一級行政區劃。晉武帝司馬炎在泰始元年（265年）從魏國手中奪得政權後，佔據有司隸、兗、豫、冀、青、徐、幽、並、雍、涼、荊、揚、益、梁等十四州之地。五年後，晉武帝又分西北的雍、涼、梁三州之地設置了秦州。又過了兩年，再割西南的益州之地而設立了寧州。咸寧二年（276年），又將東北部的幽州之地划出一部分，設置了平州。這樣前後加起來，西晉其時共有十七州之地。
到了太康元年（280年），西晉最終將長江以南的吳國滅掉，得到了揚、荊、交、廣四州，於是將南北二揚與二荊州合併，各為一州，以十九州之地統領著全國一百七十一個郡國、一千二百三十二個縣（參見《西晉太康十九州示意圖》）。
在太康十九州當中，荊、揚二州管轄的地區過於廣大，所統領的郡縣最多，對統治頗為不便。於是在惠帝元康元年（291年），將荊州與揚州各割一部分地區出來，設立了江州。到了永嘉元年（307年），晉懷帝又分荊州及江州之地，而設立了湘州。此州南以五嶺為界，北以洞庭為限，實是後來湖南建省的源頭。至此，西晉全境共有二十一州。
永嘉二十一州，是將《禹貢》等古書上所記載的理想州制與兩漢到三國所實行的實際州制結合而成的產物，特別是其地域分配較為平均，可以說是一個劃分得比較好的州制。但是這一州制實行沒有多長時間，西晉王朝就在統治集團的內亂中，被自東漢以來入居內地的少數民族政權所推翻了。