這一時期度量衡制度及其管理情況，史書少有系統總結，留傳下來的度量衡器物也比秦漢時大為減少。三國(魏、蜀、吳)政權是在東漢末年混戰中建立起來的，各種制度基本上沿襲漢制，度量衡也不例外。三國(魏)景元四年(公元263年)，數學家劉徽注《九章算術·商功》，考證了莽尺一尺相當於當時尺度的九寸五分五厘，折算成魏尺合今24.19厘米。10年後，晉泰始九年(公元273年)，中書監荀勖，為調音律，發現了三國魏的尺度比莽尺(長23.1厘米)增長了四分有餘，與劉徽的考證一致。現存三國時魏、吳的尺，多在23.5—24.2厘米之間。郎瑛《七修類稿》載三國尺度「吳蜀同」。可證三國時的尺度比東漢略有增長，約合24.2厘米以上，東晉之江東日常用尺增至24.5厘米。現存晉尺九支，實測都在24.2—24.5厘米之間。
《晉書·律曆志》中記有一件曹魏時的量器：
魏陳留王景元四年，劉徽注《九章商功》曰：「當今大司農斛，圓徑一尺三寸五分五厘，深一尺，積一千四百四十一寸十分寸之三。王莽銅斛，於今尺為深九寸五分五厘，徑一尺三寸六分八厘七毫，以徽術計之，於今斛為容九斗七升四合有奇。」魏斛大而尺長，王莽斛小而尺短也。
劉徽是魏晉時數學家，所著《九章算術注》，有很多創見，特別是用割圓術計算圓周率，得出π的近似值為157/50=3.14，比劉歆的圓周率3.1547前進了一步。儘管魏斛已不存在，但是根據以上記載，並與新莽嘉量作比較，魏時的尺度、容量都可以計算出來，史料十分珍貴，現求證如下：
⑴魏斛容積計算，已不再用庣旁湊數，而用圓周率，π=3.14。3.14×(13.55/2)×10=1441.3立方寸。
⑵魏尺與莽尺的比例關係為1：0.955，已知莽尺長23.1厘米則魏尺長23.1÷0.955=24.188厘米。
⑶魏斛和莽斛的容量值。
魏斛1441.3立方寸×2.4188=20396.4立方厘米
每升為203.96=204立方厘米
莽斛 以魏尺測量並計算：1404.4×(2.4188)3=19874.2立方厘米
每升為198.7立方厘米
以原設計並用莽尺計算：1620×(2.31)3=19968.75立方厘米
每升為199.7立方厘米
劉徽用魏尺實測數比原設計數小千分之四點五，誤差很小。
⑷用實測數折算魏斛的單位量值
19874.2÷97.4=204.05立方厘米/升
與⑶計算的量值是一致的，可證實三國·魏的容量單位值為204立方厘米/升。
⑸魏斛與莽斛容量的比較
魏斛計算容積為20396.4立方厘米，莽斛經劉徽校量後得計算容積為19874.2立方厘米。魏斛比莽斛大2.6%，兩者容量之比為1：0.974，計算19874.2÷20396.4=0.974394
從而證實了劉徽所說：莽斛「於今斛為容九斗七升四合有奇」的測量和計算都是十分精確的。
繼三國而起的是西晉王朝，分裂局面復歸於統一，但是司馬炎滅吳統一中國10餘年後，又發生了八王之亂，西晉僅歷時50餘年便泯滅了，從此中國進入了更加分崩離析、動蕩不安的時期。
據《晉書·律曆志》記，漢代末年戰亂紛起，雅樂以及衡器都已亡佚。由於「樂」和「量」都無法用文字記錄，欲求古樂古尺，便成為樂官們的首要任務。晉泰始九年(公元273年)，中書監荀勖校太樂，八音不和，始知後漢至魏，尺長於古四分有餘。荀勖又依周禮制尺為古尺(舊稱晉前尺亦即新莽尺)，並依古尺重造銅律呂，再以尺量律管等古器，尺度皆合。荀勖律尺與新莽銅斛尺同長(23.1厘米)。由此推算出西晉一尺當今24.14厘米，與魏尺同長。從歷代律曆志中所見，漢以後凡尋求古律必言古尺，反之，凡尋求古尺又必言古律。然而，由於年代久遠，尺度的增長，樂律的佚亡，後儒不去深究以律求度和以黍校正律管的原由，而在黃鐘起源於尺度還是尺度起源於黃鐘上作些毫無意義的爭論，從而歪曲了以律定尺的本意，甚至把律管與黃鐘神秘化。隋唐以後儘管律尺與日常用尺分成大小二制，但是度量衡仍被列入律曆志中而始終沒有獨立成為專門的學科。這在某種程度上限制了度量衡科學的發展。